This study presents the design, fabrication, and characterization of a wide field-of-view (FOV) metalens optimized for capsule endoscopy. The metalens achieved a 165° FOV with a high modulation transfer function (MTF) of 300 lines per millimeter (lp/mm) across the entire FOV, operating in the near-infrared (NIR) narrow-bandpass imaging at 940 nm. The performance of the metalens-based system is evaluated using two bandwidths, 12 nm and 32 nm, showing MTF values of 0.2 and 0.3 at 250 lp/mm, respectively. The metalens-based system maintains a compact form factor with a total track length of 1.4 mm and a diameter of 1.58 mm. Compared to a traditional 108° FOV endoscope, the nano-optic capsule endoscope demonstrated superior performance in terms of FOV, contrast, and resolution. This advancement represents a significant step toward enhancing diagnostic capabilities in medical imaging, offering improved performance in a more compact package compared to conventional optics.

中文翻译：

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用于近红外胶囊内窥镜检查的宽 FOV 超透镜：推进紧凑型医学成像


本研究介绍了针对胶囊内窥镜优化的宽视场 （FOV） 超透镜的设计、制造和表征。超透镜实现了 165° 视场角，在整个视场范围内具有每毫米 300 线 （lp/mm） 的高调制传递函数 （MTF），可在 940 nm 的近红外 （NIR） 窄带通成像中运行。使用两个带宽 12 nm 和 32 nm 评估基于超透镜的系统的性能，在 250 lp/mm 时分别显示 0.2 和 0.3 的 MTF 值。基于超透镜的系统保持了紧凑的外形尺寸，总轨道长度为 1.4 mm，直径为 1.58 mm。与传统的 108° FOV 内窥镜相比，纳米光学胶囊内窥镜在 FOV、对比度和分辨率方面表现出卓越的性能。这一进步代表了朝着增强医学成像诊断能力迈出的重要一步，与传统光学器件相比，在更紧凑的封装中提供了更高的性能。