[發明專利]一種廣義哈德曼傳感器

有效

• 申請號: 202011103738.2
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112326031B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 胡躍強;張建;段輝高;李苓;羅栩豪;宋強;馬國斌;徐曉波
• 申請（專利權）人: 湖南大學;深圳瓏璟光電科技有限公司;湖南大學深圳研究院
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00;B81C1/00;B81B7/04
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 孟麗平

本發明實施例涉及微納光學及光學檢測領域，特別涉及一種廣義哈德曼傳感器。本發明實施例提供一種廣義哈德曼傳感器，包括第一超構表面元件和第二超構表面元件，第一超構表面元件和第二超構表面元件均包括：介質襯底以及至少一個周期的電介質納米結構陣列，電介質納米結構陣列設置在介質襯底上，電介質納米結構陣列包含至少一個電介質納米柱，第一超構表面元件用于將入射光聚焦到第二超構表面元件，第二超構表面元件用于顯示入射光帶有偏振態信息的圖像，當入射光經過該廣義哈德曼傳感器后，可以通過光斑偏移檢測入射光的波前相位，以及通過出射光圖案來檢測入射光的偏振態信息。

技術領域

本發明實施例涉及微納光學及光學檢測領域，特別涉及一種廣義哈德曼傳感器。

背景技術

超構表面光學元件允許人們在二維平面上對光的相位，幅值，偏振等進行任意調控，從而形成擁有各類功能的光學元件，光學傳感器便是其中的應用之一。哈德曼傳感器是光學傳感器的典型應用之一，被廣泛運用在自適應光學系統中，以校正波前像差。傳統的基于cmos和微透鏡陣列的傳統的哈德曼傳感器只能檢測波前相位，不能對入射光的偏振狀態進行檢測，而光的偏振態的檢測對于偏振成像、矢量光場檢測都有很重要的意義。

發明內容

針對現有技術的上述缺陷，本發明實施例主要解決的技術問題是提供一種廣義哈德曼傳感器，能夠檢測入射光的波前相位信息和偏振態。

本發明實施例的目的是通過如下技術方案實現的：

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種廣義哈德曼傳感器，包括：第一超構表面元件和第二超構表面元件；所述第一超構表面元件用于將入射光聚焦到所述第二超構表面元件，所述第二超構表面元件用于顯示所述入射光帶有偏振態信息的圖像；所述第一超構表面元件和所述第二超構表面元件均包括：介質襯底以及至少一個周期的電介質納米結構陣列；

所述至少一個周期的電介質納米結構陣列設置在所述介質襯底上，所述至少一個周期的電介質納米結構陣列包含至少一個電介質納米柱。

在一些實施例中，所述第一超構表面元件電介質納米結構陣列的數量與所述第二超構表面元件電介質納米結構陣列的數量一致，所述第一超構表面元件電介質納米結構陣列的大小與所述第二超構表面元件電介質納米結構陣列的大小一致。

在一些實施例中，所述第二超構表面元件的電介質納米結構陣列內有兩個電介質納米柱；其中，所述兩個電介質納米柱的長軸尺寸不一致，所述兩個電介質納米柱的短軸尺寸不一致，所述兩個電介質納米柱在所述介質襯底表面的面內角度不一致。

在一些實施例中，所述第二超構表面元件的電介質納米結構陣列包括第一電介質納米柱、第二電介質納米柱、第三電介質納米柱和第四電介質納米柱；

其中，所述第一電介質納米柱、所述第二電介質納米柱以及所述第三電介質納米柱的長軸尺寸一致，所述第一電介質納米柱、所述第二電介質納米柱以及所述第三電介質納米柱的短軸尺寸一致，所述第一電介質納米柱、所述第二電介質納米柱以及所述第三電介質納米柱在所述介質襯底表面的面內角度均不一致，所述第一電介質納米柱和所述第四電介質納米柱的長軸尺寸不一致，所述第一電介質納米柱和所述第四電介質納米柱的短軸尺寸不一致。

在一些實施例中，所述介質襯底的厚度為0.2cm-5cm。

在一些實施例中，所述電介質納米柱的高度為200nm-300nm。

在一些實施例中，所述介質襯底為氧化銦錫導電玻璃、石英襯底、氧化硅襯底、硅襯底、金剛石襯底和氮化硅襯底中的至少一種。

在一些實施例中，所述電介質納米柱的結構為矩形納米結構、v性納米結構、非對稱十字納米結構、圓形與矩形組合納米結構和曲線型納米結構的至少一種。

在一些實施例中，所述電介質納米柱的材料為氧化鈦、氧化鉿、氧化硅、硅、金屬銀、金屬金和氮化硅中的至少一種。