[發明專利]一種零角度入射的表面等離子體光學非球面柱透鏡

有效

• 申請號: 201710310261.7
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN106886066B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 張蓓;劉雨;趙子琦;荊嘉瑋;閆鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G02B3/06
• 分類號: G02B3/06;G02B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種零角度入射的表面等離子體光學非球面柱透鏡，由兩個光學面組成，一個表面形貌為光學非圓柱面，一個為長方形光學平面；平行光由光學非圓柱面一側以垂直于長方形光學平面方向射入透鏡，經光學非圓柱面折射后聚焦于透鏡的長方形光學平面的中軸線，或聚焦于經過長方形光學平面中軸線的法平面內中軸線的平行線；當聚焦在長方形光學平面的中軸線的平行線上時，非球面柱透鏡的長方形光學平面上需滴加一定厚度的匹配油，柱透鏡表面由遞推公式進行限定，所述柱透鏡上垂直于光學平面截面的邊界曲線關于該截面中軸線對稱，以曲線頂點為原點，頂點切線為x軸建立平面直角坐標系，曲線上點的坐標(x(m)，y(m))由以下遞推公式給出:

y(m)＝-x(m)*cot[β(2m-2)]+h+f*tan[θ(2m-2)]*cot[β(2m-2)]

r＝f×tanθ

x(1)＝0y(1)＝0y_alt(1)＝0

x(2)＝h*tan[β(2)]+f*tan[θ(2)]y(2)＝0y_alt(2)＝0

其中x(m)和y(m)表示曲面邊界線上點的橫縱坐標，y_alt為中間變量，縱坐標的近似值,h為曲線在y軸上的最大值，r為入射光束在平面上沿x軸上所能達到的范圍，f為匹配油的厚度，n₁為柱透鏡材料折射率，n₂為匹配油折射率，將曲線在x軸正半軸上的長度r等分為2n-2份，記為r(2m-2)，θ是以r(2m-2)為橫坐標的曲線點和平行光焦點的連線與y軸的夾角。

2.根據權利要求1所述的一種零角度入射的表面等離子體光學非球面柱透鏡，其特征在于，所述表面等離子體光學非球面柱透鏡平行于透鏡光學平面的橫截面為長方形，所述表面等離子體光學非球面柱透鏡長方形光學平面的一個法平面交長方形光學平面于平行于長邊的中軸線，柱形狀器件關于該法平面對稱。

3.根據權利要求1所述的一種零角度入射的表面等離子體光學非球面柱透鏡，其特征在于所述表面等離子體光學非球面柱透鏡的材料為高折射率透明材料，表面等離子體光學非球面柱透鏡由對可見光透明的高折射率材料組成。

4.根據權利要求1所述的一種零角度入射的表面等離子體光學非球面柱透鏡，所述柱透鏡的有效數值孔徑NA＝n₁·sinα，其中n₁為表面等離子體光學非球面柱透鏡折射率，α為平行光入射時表面等離子體光學非球面柱透鏡能夠提供的最大孔徑半角。