[發明專利]一種基于高折射率介質基底的微透鏡

有效

• 申請號: 202110960195.4
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113820763B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 李志遠;莫昊燃;紀子韜;鄭義棟
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃奕東

1.一種基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于：包括

透光的介質基底，所述介質基底具有入射面，以供入射光線射入，入射光線的波長λ∈[2.5μm-25μm]，所述介質基底具有出射面；以及

平凹空氣腔，所述平凹空氣腔設置于所述介質基底內，所述平凹空氣腔一端為平面端，另一端為呈凹口的球面端，所述平凹空氣腔的平面端朝向所述入射面，所述平凹空氣腔的球面端的凹口朝向所述出射面，以使入射光線通過所述平凹空氣腔后聚焦成焦點，從而使焦點場強的半高全寬大小小于瑞利衍射極限公式所定義的半高全寬大小，所述平凹空氣腔的球面端的曲率半徑R₁∈[27.5μm-200μm]。

2.根據權利要求1所述的基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于：入射光線的波長λ∈[3μm-5μm]。

3.根據權利要求1所述的基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于：所述平凹空氣腔的球面端中心到介質基底的出射面的距離定義為L，所述L小于入射光線從所述平凹空氣腔的球面端入射的焦距f。

4.根據權利要求1所述的基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于：所述介質基底的入射面鍍有增透膜。

5.根據權利要求4所述的基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于：所述介質基底的出射面連接有光電探測器。

6.根據權利要求5所述的基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于：所述介質基底為圓柱體，所述入射面和所述出射面分別位于圓柱體的兩個端面。

7.根據權利要求1至6任意一項所述的基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于：所述介質基底的折射率大于2.0。

8.根據權利要求7所述的基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于：所述介質基底的材質為硅或鍺的其中一種。

9.根據權利要求7所述的基于高折射率介質基底的微透鏡，其特征在于，成像規律滿足如下的表達式為：

其中，

R₁是所述平凹空氣腔球面端的曲率半徑；

f是所述基于高折射率介質基底的微透鏡從所述平凹空氣腔處開始計算的焦距；

n是所述介質基底的折射率；

通過選取R₁值，以獲得目標焦距的基于高折射率介質基底的微透鏡。