[发明专利]准直超透镜和融合准直超透镜的技术

权利要求书

1.一种激光辅助远程磷光体系统（400），包括：

光源（402）；

波长转换器（409）；和

准直超透镜（401），其包括第一侧和第二侧；

其中：

所述光源（402）被配置为发射初级光线（403），所述初级光线的至少一部分入射在所述波长转换器（409）上；

所述波长转换器（409）被配置为将入射在其上的初级光线（403）的至少一部分转换成次级光线（415）；

所述准直超透镜（401）定位在所述波长转换器（409）附近，使得所述次级光线（415）的至少一部分入射到所述准直超透镜（401）的第一侧上；和

所述准直超透镜（401）被配置为准直所述次级光线（415），从而在所述准直超透镜（401）的区域后场（“DFR”）中产生相对于所述波长转换器（409）准直的次级光线（415），

其中，所述准直超透镜（401）是包括第一区域（701）和第二区域（703）的混合多区域超透镜（700）；

所述第一区域（701）围绕所述准直超透镜（401）的光轴径向延伸，并且包括含有以亚波长间隔开的纳米结构（910）的第一单位晶胞（820）的阵列，使得所述第一区域（701）用作亚波长高对比度光栅（SWHCG）；和

所述第二区域（703）围绕所述第一区域（701）径向延伸并且包括第二单位晶胞（830）的阵列，其中所述第二单位晶胞（830）的阵列包括纳米结构（910）的近周期环形布置，使得所述第二区域（703）在功能上等同于局部周期性径向衍射光栅。

2.根据权利要求1所述的激光辅助远程磷光体系统（400），还包括二向色分束器（405），其中：

所述光源（402）被配置为朝着所述二向色分束器（405）发射所述初级光线（403）；

所述二向色分束器（405）被配置为反射所述初级光线（403）的至少一部分，使得它们入射在所述准直超透镜（401）的第二侧上；和

所述准直超透镜（401）被配置为通过所述初级光线（403）或将所述初级光线（403）聚焦在所述波长转换器（409）上。

3.根据权利要求1所述的激光辅助远程磷光体系统（400），其中：

所述波长转换器（409）发射所述次级光线（415），使得所述次级光线（415）的第一波前入射在所述准直超透镜（401）的所述第一侧上；

所述准直超透镜（401）包括超表面（305），该超表面包括纳米结构（313）的阵列，该超表面（305）被配置为向入射到其上的次级光线（415）赋予相位变化，使得所述次级光线（415）在所述准直超透镜（401）的下游区域（DFR）中具有第二波前；和

所述第二波前与所述第一波前不同。

4.根据权利要求3所述的激光辅助远程磷光体系统（400），其中，所述第一波前是球形波前，并且所述第二波前是平面波。

5.根据权利要求1所述的激光辅助远程磷光体系统（400），其中：

所述准直超透镜（401）包括超表面（305），该超表面配置成向入射到其上的所述次级光线（415）赋予相位变化，所述超表面包括纳米结构（313）的阵列；和

由所述超表面赋予的相位变化作为距所述准直超透镜的光轴的距离的函数而变化。

6.根据权利要求1所述的激光辅助远程磷光体系统（400），其中所述第一单位晶胞（820）的阵列具有占空比，该占空比作为所述第一单位晶胞（820）的阵列中的相应一个第一单位晶胞（820）相对于所述准直超透镜（401）的光轴的位置的函数而变化。

7.根据权利要求1所述的激光辅助远程磷光体系统（400），其中：

所述第一单位晶胞（820）的阵列被配置为将目标双曲面相位的第一类型近似赋予所述次级光线（415）；

所述第二单位晶胞（830）的阵列被配置为将所述目标双曲面相位的第二类型近似赋予所述次级光线；和

所述目标双曲面相位的所述第一类型近似不同于所述双曲面相位的所述第二类型近似。