[發(fā)明專利]一種超透鏡及具有其的光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110779958.5
• 申請(qǐng)日: 2019-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN113466974B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝成龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳邁塔蘭斯科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B3/00
• 分類號(hào): G02B3/00
• 代理公司: 深圳市深佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 陳彥如

本發(fā)明提供一種超透鏡及具有其的光學(xué)系統(tǒng)，該超透鏡包括：基板，能夠透光；和設(shè)于基板表面的納米環(huán)結(jié)構(gòu)，納米環(huán)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)圓環(huán)狀的納米環(huán)和形成于多個(gè)納米環(huán)之間的多個(gè)空氣環(huán)間隔；多個(gè)納米環(huán)的直徑各不相同，且多個(gè)納米環(huán)同軸分布；至少部分空氣環(huán)間隔的高度和寬度中至少一個(gè)不相等，使得不同位置的空氣環(huán)間隔的光相位不同，以限定超透鏡的相位分布。本發(fā)明通過納米結(jié)構(gòu)如納米環(huán)結(jié)構(gòu)、納米柱結(jié)構(gòu)形成超透鏡，并且，不同位置的納米結(jié)構(gòu)具有不同的光相位，形成滿足用戶需求的相位分布的超透鏡，相比現(xiàn)有的光學(xué)透鏡，本發(fā)明的超透鏡體積小、重量輕，解決了光學(xué)系統(tǒng)小型化、輕量化的問題。

本發(fā)明專利申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2019年7月31日、申請(qǐng)?zhí)枮?01910704719.6、發(fā)明名稱為“一種超透鏡及具有其的光學(xué)系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透鏡領(lǐng)域，尤其涉及一種超透鏡及具有其的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光學(xué)透鏡在成像、精密測(cè)量以及光通信等科學(xué)與工業(yè)領(lǐng)域中作為基本元器件起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)光學(xué)透鏡經(jīng)過切割材料、打磨表面、精拋光和鍍膜等系列復(fù)雜程序制作而成。由多個(gè)傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡組成多透鏡組光學(xué)系統(tǒng)，這類系統(tǒng)一般有數(shù)片折射式透鏡或者反射式鏡頭組成，完成一個(gè)特定的成像應(yīng)用，如無窮遠(yuǎn)成像、影像投影和顯微成像等。然而一般而言，傳統(tǒng)單個(gè)鏡頭有著體積大和重量大等不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種超透鏡及具有其的光學(xué)系統(tǒng)。

具體地，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種超透鏡，所述超透鏡包括：

基板，能夠透光；

設(shè)于所述基板表面的納米環(huán)結(jié)構(gòu)，所述納米環(huán)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)圓環(huán)狀的納米環(huán)和形成于所述多個(gè)納米環(huán)之間的多個(gè)空氣環(huán)間隔；

其中，多個(gè)所述納米環(huán)的直徑各不相同，且多個(gè)所述納米環(huán)同軸分布；

至少部分所述空氣環(huán)間隔的高度和寬度中至少一個(gè)不相等，使得不同位置的所述空氣環(huán)間隔的光相位不同，以限定所述超透鏡的相位分布。

可選地，所述空氣環(huán)間隔的光相位與該空氣環(huán)間隔的高度和寬度的大小相關(guān)。

可選地，所述超透鏡具有無窮遠(yuǎn)軸上與軸外像差矯正透鏡的相位分布。

可選地，所述空氣環(huán)間隔包括多階高度的空氣環(huán)間隔。

可選地，所述納米環(huán)結(jié)構(gòu)等效于多層具有單階高度空氣環(huán)間隔的納米環(huán)結(jié)構(gòu)沿著高度方向疊加形成。

可選地，所述納米環(huán)結(jié)構(gòu)等效于兩層具有單階高度空氣環(huán)間隔的納米環(huán)結(jié)構(gòu)沿著高度方向疊加形成，所述空氣環(huán)間隔的位置滿足：

max c₁I_on-axis(z₀)+c₂I_off-axis(z₀)

s.t.a_m+1-a_m＞l

b_m+1-b_m＞l

|Ea_m-Eb_n|＞d_F

a₁＞d,b₁＞d

NA≥NA_min

其中，I_on-axis(z₀)：入射光在0視場(chǎng)下的焦點(diǎn)光強(qiáng)度圖；