超薄型の光重量レーザー誘導 - グラフェン（LIG）回折光学系

ハイブリッド光学の実現は、近代的な産業向けのコンパクト、軽量、多機能光学システムの技術的要件を満たすための最良の方法の1つである可能性があります。回折レンズ、光合成、メタサーフェスなどの平面回折レンズ（PDL）は、柔軟で伸縮性のある基板上でパターン化し、任意の形の表面の上に適合して付着することができます。このレビューでは、次世代内視鏡脳イメージング、スペースインターネット、リアルタイム表面プロフィロメトリーのために、コンパクトで軽量光学の新しい市場を開く超薄グラフェン光学系の設計と製造に取り組んでいる最近の研究作品を紹介します。、および多機能携帯電話。より高い設計の柔軟性、より低いプロセスの複雑さ、および合理的な投資コストを備えた化学物質のないプロセスを提供するために、レーザー誘導グラフェン（LIG）の直接レーザーライティング（DLW）がPDLのパターン化に積極的に適用されています。DLWで最高の光学パフォーマンスを実現するために、さまざまなレーザーパラメーターに関して光子材料相互作用が詳細に研究されています。結果の光学特性は、振幅と位相の観点から評価されています。一連の模範的なレーザー執筆1Dおよび2D PDL構造は、異なる基本材料で積極的に実証されており、その後、ケースはプラズモニックおよびホログラフィック構造に拡張されています。これらの超薄型と軽量のPDLと従来のバルク屈折または反射光学要素の組み合わせは、各光学要素の利点をまとめることができます。これらの提案を統合することにより、将来のマイクロエレクトロニクス表面検査、生物医学、宇宙空間、および拡張現実（XR）産業で使用されるハイブリッドPDLを実現する方法を提案します。

The realization of hybrid optics could be one of the best ways to fulfill the technological requirements of compact, light-weight, and multi-functional optical systems for modern industries. Planar diffractive lens (PDL) such as diffractive lenses, photonsieves, and metasurfaces can be patterned on ultra-thin flexible and stretchable substrates and be conformally attached on top of arbitrarily shaped surfaces. In this review, we introduce recent research works addressed to the design and manufacturing of ultra-thin graphene optics, which will open new markets in compact and light-weight optics for next-generation endoscopic brain imaging, space internet, real-time surface profilometry, and multi-functional mobile phones. To provide higher design flexibility, lower process complexity, and chemical-free process with reasonable investment cost, direct laser writing (DLW) of laser-induced-graphene (LIG) is actively being applied to the patterning of PDL. For realizing the best optical performances in DLW, photon-material interactions have been studied in detail with respect to different laser parameters; the resulting optical characteristics have been evaluated in terms of amplitude and phase. A series of exemplary laser-written 1D and 2D PDL structures have been actively demonstrated with different base materials, and then, the cases are being expanded to plasmonic and holographic structures. The combination of these ultra-thin and light-weight PDL with conventional bulk refractive or reflective optical elements could bring together the advantages of each optical element. By integrating these suggestions, we suggest a way to realize the hybrid PDL to be used in the future micro-electronics surface inspection, biomedical, outer space, and extended reality (XR) industries.