[发明专利]一种光学回反射器及反射器阵列

说明书

本发明公开了一种光学回反射器及反射器阵列，由各向异性介质组成，其形状可以根据需要进行调整。所采用的各向异性介质具有一个主轴方向，沿着主轴方向上的介电常数和磁导率非常大，而垂直于主轴方向上的介电常数和磁导率趋向于零。器件的入射面和出射面都是平面，其之间通过这种具有主轴方向的高度各向异性介质相连接。只要入射面和出射面上的点分布满足180度角度的反转关系，该器件即可实现光学回反射器的效果，即以一定角度入射到该器件上的光波将按照原先相反的方向反射回去。

技术领域

本发明属于光学回反射器。

背景技术

回反射(逆反射)是指反射光线是按照和入射光完全相反的方向传播的现象。光学回反射器在光学测量，警示标志，公路交通安全产品(如用于制作交通标志的反光膜)和个人交通安全产品(如交警、保洁工人等穿着的反光背心)等诸多领域都有重要的应用。传统的光学回反射器主要是基于几何光学的方法设计的，其主要可以分为角锥棱镜回反射器【1，2】和猫眼回反射器两类【3，4】。车辆上的回反射器，是借助于角棱镜阵列组成的，其可以将入射的光反方向回射，进而起到警示的作用。在角棱镜阵列中，每一个反光单元是由三个互相垂直的面构成凹型角锥棱镜。当入射光垂直于反射单元时，反射光最强(效率最高)，改变入射光角度，反光面积减小，反光强度减弱。其有效的工作角度只能从-45度到+45度。另外一种猫眼反射器是受到了猫的眼睛在夜间被光线照射时，会产生很强的反光的启发。目前这种猫眼式的回反射器主要是借助于玻璃珠阵列实现的。为了可以在物体表面有效地固定和保护玻璃珠阵列，其周围都填充了很多其他涂层，这使得这种猫眼式的回反射器的效率及有效工作角度也不是很理想。

【1】Scholl,M.S.Ray trace through a corner-cube retroreflector withcomplex reflection coefficients.JOSA A,12(7),1589-1592(1995).

【2】Eckhardt,H.D.Simple model of corner reflector phenomena.AppliedOptics,10(7),1559-1566(1971).

【3】Takatsuji,T.,Goto,M.,Osawa,S.,Yin,R.,Kurosawa,T.Whole-viewing-angle cat's-eye retroreflector as a target of laser trackers.MeasurementScience and Technology,10(7),N87(1999).

【4】Biermann,M.L.,Rabinovich,W.S.,Mahon,R.,Gilbreath,G.C.Design andanalysis of a diffraction-limited cat’s-eye retroreflector.OpticalEngineering,41(7),1655-1660(2002).

发明内容

1.本发明的目的。

为了解决现有光学回反射技术有效工作角度受限，以及效率受限进而提出了一种借助于高度各向异性介质实现的高效率的宽工作角度的回反射器及反射器阵列。

2.本发明所采用的技术方案。

本发明提出了一种光学回反射器，由各向异性介质组成，所采用的每个各向异性介质具有一个主轴方向，沿着主轴方向上的介电常数和磁导率非常大，垂直于主轴方向上的介电常数和磁导率趋向于零，其之间通过这种具有主轴方向的高度各向异性介质相连接，入射面和出射面都是平面，入射面和出射面上的点一一对应，分布满足180度角度的反转关系，即以一定角度入射到该器件上的光波将按照原先相反的方向反射回去。