[发明专利]一种基于介质超表面的紧凑偏振态测量仪

权利要求书

1.一种基于介质超表面的紧凑偏振态测量仪，其特征在于，包括介质超表面和探测器阵列，所述探测器阵列位于介质超表面的焦距处；

所述介质超表面包括多个基本模块，相邻的基本模块相互接触；每个基本模块独立工作以获取入射到所述基本模块表面的待测光的偏振态；

每个所述基本模块包括焦距相同的第一平面聚焦镜、第二平面聚焦镜、第三平面聚焦镜和第四平面聚焦镜；所述第一平面聚焦镜、第二平面聚焦镜、第三平面聚焦镜和第四平面聚焦镜按照从左至右、从上自下的顺序构成“田”字形平面结构；

所述第一平面聚焦镜用于将入射光中的水平线偏振分量汇聚到探测器阵列表面形成光斑；所述第二平面聚焦镜用于将入射光中的垂直线偏振分量汇聚到探测器阵列表面形成光斑；所述第三平面聚焦镜用于将入射光中的45度线偏振分量汇聚到探测器阵列表面形成光斑；所述第四平面聚焦镜用于将入射光中的左旋圆偏振分量汇聚到探测器阵列表面形成光斑。

2.如权利要求1所述的紧凑偏振态测量仪，其特征在于，所述第一平面聚焦镜包括多个基础单元，每个所述基础单元包括基板与设于基板上的截面为椭圆的硅柱；相邻基础单元的基板相互接触，排列形成第一平面聚焦镜。

3.如权利要求1或2所述的紧凑偏振态测量仪，其特征在于，所述第一平面聚焦镜的基础单元的硅柱截面椭圆的逆时针旋向角固定为0度。

4.如权利要求3所述的紧凑偏振态测量仪，其特征在于，所述第一平面聚焦镜的基础单元的硅柱截面椭圆的长轴和短轴满足以下关系：

$\left(\begin{array}{cc}{D}_x& D_y\end{array}\right)=F^{-1}(-\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_1}\·(\sqrt{x^2+y^2+f_1^2}-f_1)+const);$

其中，D_x第一平面聚焦镜的基础单元硅柱截面椭圆的长轴大小、D_y为第一平面聚焦镜的基础单元硅柱截面椭圆的短轴大小，长轴在水平方向，短轴在垂直方向；λ₁为第一平面聚焦镜的工作波长，(x,y)是第一平面聚焦镜上任意一点的坐标，f₁为第一平面聚焦镜的焦距大小，const为常数。

5.如权利要求1或2所述的紧凑偏振态测量仪，其特征在于，所述第二平面聚焦镜通过将第一平面聚焦镜的基础单元的硅柱以轴向为中心沿顺时针或逆时针方向旋转90度获得。

6.如权利要求1或2所述的紧凑偏振态测量仪，其特征在于，所述第三平面聚焦镜通过将第一平面聚焦镜的基础单元的硅柱以轴向为中心沿逆时针方向旋转45度获得。