[發(fā)明專利]一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811431104.2
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109752842B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李濤;陳晨;祝世寧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B3/00;G01N21/17;G01N21/01
• 代理公司: 北京勁創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11589
• 代理人: 張鐵蘭

1.一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法，即基于超構(gòu)消球差透鏡利用波長編碼的層析成像技術(shù)，基于光源探頭(1)，消球差的超構(gòu)透鏡(4)，線偏振片(2)和四分之一波片(3)作為輔助光學元件插入成像系統(tǒng)中用于直接提高信噪比，設(shè)有感光器(5)置于成像面上用于接受圖像；通過相對連續(xù)的不同波長的照射，獲取波長編碼的像面信息，再通過相應(yīng)算法處理得到物體的層析圖像信息；

其特征是，采用超構(gòu)表面的設(shè)計，利用相位實現(xiàn)對色差的調(diào)控和球差的矯正；即根據(jù)超構(gòu)透鏡的極大的色差效應(yīng)，設(shè)計消球差的超構(gòu)色差透鏡，并滿足如下的相位分布：

其中，f表示焦距，s表示物距，R代表到中心的徑向距離，λ為中心波長，

以4f的成像過程，即物距s選取為2f，則相位分布具體變?yōu)椋?/p>

在設(shè)計的成像范圍內(nèi)達到了球差的完全消除；

所述的消球差超構(gòu)透鏡包含針對任意物距或像距的設(shè)計；

所述的消球差超構(gòu)透鏡包含平面、曲面、多個面組合，陣列或交叉拼接的用于擴大視場的設(shè)計。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法，其特征在于：所述的消球差超構(gòu)透鏡是基于幾何相位或幾何相位與準共振結(jié)合的集成共振原理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法，其特征在于：所述的消球差超構(gòu)透鏡基于幾何相位原理而設(shè)計的各向異性結(jié)構(gòu)包括各類孔及孔的結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法，其特征在于：所述的消球差超構(gòu)透鏡基于幾何相位原理而設(shè)計的各向異性結(jié)構(gòu)對應(yīng)的二維幾何圖形，所述二維幾何圖形包含矩形、橢圓形、多邊形、工字形、十字形或之字形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法，其特征在于：所述的消球差超構(gòu)透鏡的結(jié)構(gòu)單元的排列方式包含正方晶格和六角晶格。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法，其特征在于：所述的消球差超構(gòu)透鏡的工作波段通過改變參數(shù)設(shè)計和材料而實現(xiàn)，工作波段包含可見光、近紅外、太赫茲和微波波段。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法，其特征在于：所述的消球差超構(gòu)透鏡的所用材料包含金銀銅鋁及其合金在內(nèi)的金屬和二氧化鈦、氮化鎵、氮化硅、硅在內(nèi)的介質(zhì)；能夠設(shè)有所述的消球差超構(gòu)透鏡的基底，基底材料包含硅、二氧化硅、氮化硅、及氟化物材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于消球差的超構(gòu)透鏡的層析成像方法，其特征在于：所述的可插入的四分之一波片和線偏振片包含傳統(tǒng)的器件或通過超構(gòu)表面的設(shè)計，達到相同功能的器件。