[发明专利]利用超表面相位调制的高对比度望远镜

权利要求书

1.一种利用超表面相位调制的高对比度望远镜，其特征在于利用超表面作为相位掩模板实现相位调制的功能，当正入射的恒星光经过系统的物镜后，在其焦面位置受到超表面的调制后形成中空的涡旋光束，能量被偏移到光束外围，再经过傅里叶变换透镜后被里奥光阑挡住，而该超表面则不会改变入射角5°范围内斜入射光的能量分布，最终在相机上实现削弱正入射光能量的高对比度成像。

2.根据权利要求1所述的利用超表面相位调制的高对比度望远镜，其特征在于根据标量衍射理论和透镜的傅里叶变换性质，用于相位调制的掩模板的相关系数应满足：

其中t(θ)为相位掩模板的透过率函数，n为汉克尔变换阶数，C_n为汉克尔变换系数，起到调节各阶能量所占比例的作用，而C_n只与相位掩膜板的透过率函数有关，因此通过合适的相位掩膜板透过率函数，使C₀和C_2q+1都为0，那么在里奥光阑前将只剩下偶数阶汉克尔变换的复振幅分布。

3.根据权利要求1所述的利用超表面相位调制的高对比度望远镜，其特征在于作为相位掩模板的超表面能够将入射到衬底上的恒星光整形为涡旋光，因此每个点上的纳米柱提供的相位突变应满足以下条件：

其中：x，y分别为每个纳米柱在直角坐标系下的横纵坐标，f为预设的涡旋光束的焦距，λ为入射光的波长，m为涡旋光束的拓扑荷。