[發明專利]一種對稱型超表面光學器件

在審

• 申請號: 202210579614.4
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114966915A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 孫磊;邱兵
• 申請（專利權）人: 天津山河光電科技有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 北京墨丘知識產權代理事務所(普通合伙) 11878
• 代理人: 唐忠仙

本申請實施例公開了一種對稱型超表面光學器件，該對稱型超表面光學器件包括襯底和對稱設置在襯底端面之上的多個納米柱，其中，多個納米柱的光學屬性不同。納米柱的排列分布符合以下規則：多個納米柱中相同光學屬性的納米柱均勻對稱排布時，多個納米柱的對稱中心與襯底的中心不重合；多個納米柱的對稱中心與襯底的中心重合時，多個納米柱中相同光學屬性的納米柱非均勻對稱分布。納米柱按照所述規則設置在襯底上，進而可將入射光耦合進對稱型超表面光學器件中，同時對稱型超表面光學器件可作為非對稱性光波導，更改對稱型超表面光學器件垂直于軸向的光學屬性，從而可以消除非對稱性像差。

技術領域

本申請實施例涉及光學技術領域，尤其涉及一種偏圓心對稱超表面光學器件。

背景技術

成像原理是光學器件(例如透鏡)對原物出射的光線進行一系列處理，將處理后的光線匯聚以得到原物的像。然而，光學器件在制作時很難達到理想的光學處理屬性，所以，處理后的光線的成像與原物的實際形象存在差別，該差別在光學領域被稱為“像差”。像差包括對稱性像差和非對稱性像差。

常規的一種光學器件是超表面器件，超表面結構是指通過納米柱組成的能實現傳統光學材料不能實現的性能的一類光學材料。為了消除超表面器件或系統中其他光學器件的像差，一種常用的超表面器件的結構是，超表面器件的各納米柱基于極坐標對稱，納米柱排布結構的圓心與器件中心重合。

對稱性像差一般通過更改光學器件的軸向光學屬性來消除，而對非對稱性像差需要更改垂直于光學器件軸向的光學屬性來消除，納米柱極坐標對稱的結構作為對稱性光波導，僅改變了軸向光學屬性，而未改變垂直于軸向的光學屬性，因此，無法消除非對稱性的像差。

發明內容

本申請實施例提供了一種對稱型超表面光學器件，能夠解決常規超表面光學器件無法消除非對稱性像差的問題。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供如下技術方案：

一種對稱型超表面光學器件，包括：襯底和對稱設置在所述襯底端面之上的多個納米柱，其中，所述多個納米柱的光學屬性不同；

所述多個納米柱的對稱中心與所述襯底的中心重合時，所述多個納米柱中相同光學屬性的納米柱非均勻對稱分布；或者，

所述多個納米柱中相同光學屬性的納米柱均勻對稱排布時，所述多個納米柱的對稱中心與所述襯底的中心不重合。

一些可選實施方式中，所述多個納米柱中相同光學屬性的納米柱均勻對稱排布時，所述多個納米柱的對稱中心與所述襯底的中心不重合包括：所述多個納米柱排布為至少兩個對稱區域，其中，所述至少兩個對稱區域中的每個對稱區域包括一個對稱中心。

一些可選實施方式中，所述多個納米柱中相同光學屬性的納米柱均勻對稱排布時，所述多個納米柱的對稱中心與所述襯底的中心不重合包括：所述多個納米柱中相同光學屬性的納米柱在所述襯底端面上基于極坐標周期排列，所述極坐標的原點為所述多個納米柱排布結構的對稱中心；其中，所述周期排列是指按照預設的排列規則進行排列，所述預設的排列規則包括對應每個納米隊列，該隊列中相同光學屬性的納米柱的數量，以及不同光學屬性的納米柱的位置，及相鄰的納米柱的距離。

一些可選實施方式中，所述多個納米柱中相同光學屬性的納米柱均勻對稱排布時，所述多個納米柱的對稱中心與所述襯底的中心不重合，包括：在所述襯底的端面上按照相互垂直的行和列周期排列所述多個納米柱。

一些可選實施方式中，所述多個納米柱任一納米柱的橫截面形狀包括以下任一種：圓形、方形、星形、環形、五邊形和六邊形。

一些可選實施方式中，所述多個納米柱的材料包括至少兩種，所述至少兩種材料的色散系數、折射率和吸收系數中的至少一項不同。

一些可選實施方式中，所述多個納米柱中的第一部分納米柱中任一納米柱的材料是同一種材料，所述多個納米柱中的第二部分納米柱中的任一納米柱的材料與第一材料不同。