[發明專利]階梯狀基底超表面及相關設計方法、加工方法和光學透鏡

有效

• 申請號: 202111166673.0
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113917574B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 郝成龍;譚鳳澤;朱健
• 申請（專利權）人: 深圳邁塔蘭斯科技有限公司
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;G02B3/00;G02B27/00;G03F7/00
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 陳彥如

本發明提供了一種階梯狀基底超表面及相關設計方法、加工方法和光學透鏡，其中，階梯狀基底超表面包括：階梯狀基底和納米結構；階梯狀基底，包括：多個對入射光線的相位進行改變的相位設計位置，多個相位設計位置中相鄰的相位設計位置之間的高度不同；相位設計位置的高度與階梯狀基底超表面實現的功能相關；納米結構分別設置在多個相位設計位置中的各相位設計位置上。從而設計出比曲面基底超表面實現相同功能但厚度更薄的階梯狀基底超表面，但階梯狀基底超表面的階梯狀基底中的高度不同的對入射光線的相位進行改變的相位設計位置是不同高度的平面，所以可以使用現有的半導體平面加工工藝對階梯狀基底超表面進行加工，加工工藝簡單。

技術領域

本發明涉及基底超表面仿真設計領域，具體而言，涉及一種階梯狀基底超表面及相關設計方法、加工方法和光學透鏡。

背景技術

目前，階梯狀基底超表面成為超表面學術與產業界的研究趨勢。現有的階梯狀基底超表面必須基于曲面基底進行加工，而曲面加工與現有的半導體工藝并不兼容，相比平面加工更為復雜，不適合批量生產。

發明內容

為解決上述問題，本發明實施例的目的在于提供一種階梯狀基底超表面及相關設計方法、加工方法和光學透鏡。

第一方面，本發明實施例提供了一種階梯狀基底超表面，包括：階梯狀基底和納米結構；

所述階梯狀基底，包括：多個對入射光線的相位進行改變的相位設計位置，多個相位設計位置中相鄰的相位設計位置之間的高度不同；所述相位設計位置的高度與所述階梯狀基底超表面實現的功能相關；

所述納米結構分別設置在多個相位設計位置中的各相位設計位置上。

第二方面，本發明實施例還提供了一種階梯狀基底超表面加工方法，用于對上述第一方向所述的階梯狀基底超表面進行加工，所述加工方法包括：

對平面基底進行灰度曝光刻蝕得到所述階梯狀基底超表面的階梯狀基底；

利用側壁沉積厚度與底面沉積厚度小于1/5的沉積方式在所述階梯狀基底上沉積結構層；

在所述結構層上涂覆光刻膠；

在所述光刻膠上曝光形成設置在所述階梯狀基底上的納米結構；

刻蝕并去除剩余光刻膠，加工得到所述階梯狀基底超表面。

第三方面，本發明實施例還提供了一種階梯狀基底超表面的設計方法，包括：

獲取生成光學透鏡的階梯狀基底超表面的工作波段，并根據所述工作波段，確定出形成所述階梯狀基底超表面的基底和納米結構使用的材料，并從所述工作波段中選擇任一波長作為所述工作波段的主波長；

基于得到的所述工作波段的主波長，計算形成所述基底的基底形狀和尺寸，并確定出形成所述階梯狀基底超表面的納米結構；

按照形成所述階梯狀基底超表面的基底和納米結構使用的材料，計算得到的所述基底的基底形狀和尺寸、以及納米結構的形狀和尺寸，形成所述階梯狀基底超表面；

對形成的所述階梯狀基底超表面進行全光譜仿真，得到仿真結果；

當得到的仿真結果能夠實現所述階梯狀基底超表面所要生成的所述光學透鏡能夠實現的功能時，確定設計得到的所述階梯狀基底超表面滿足光學透鏡的功能要求。

第四方面，本發明實施例還提供了一種階梯狀基底超表面的設計裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取生成光學透鏡的階梯狀基底超表面的工作波段，并根據所述工作波段，確定出形成所述階梯狀基底超表面的基底和納米結構使用的材料，并從所述工作波段中選擇任一波長作為所述工作波段的主波長；