[发明专利]一种超透镜和具有其的光学系统

权利要求书

1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统包括：

镜筒；

透镜；以及

超透镜；所述透镜与所述超透镜同轴安装在所述镜筒内，所述超透镜在不同波长下的光相位不同，以对所述透镜在对应波长下的像差进行矫正；

所述超透镜包括：

基板，能够透过不同波段的光，所述不同波段的光包括可见光和红外光；和

设于所述基板同一表面的多个超表面结构单元，其中，多个所述超表面结构单元呈阵列状排列；所述超表面结构单元为正方形，每个超表面结构单元的中心位置分别设有一个纳米结构，和/或，所述超表面结构单元为正六边形，每个超表面结构单元的中心位置和顶点位置分别设有一个纳米结构；

所述纳米结构沿第一轴和第二轴分别轴对称，且将所述纳米结构沿着所述第一轴和所述第二轴进行切分获得的多个纳米结构单元相同，其中所述第一轴和所述第二轴垂直，且所述第一轴和所述第二轴分别垂直于所述纳米结构的高度方向；

不同位置的所述纳米结构在不同波长下的光相位不同，以限定所述超透镜在不同波长下的光相位分布；

所述超透镜的基板的第一表面未设置纳米结构的区域镀第二可见光波段增透膜，所述超透镜的纳米结构的外表面镀第三可见光波段增透膜，所述第二可见光波段增透膜与所述第三可见光波段增透膜结构相同；或者，所述超透镜的基板的第一表面未设置纳米结构的区域镀第二远红外波段增透膜，所述超透镜的超表面镀第三远红外波段增透膜，所述第二远红外波段增透膜与所述第三远红外波段增透膜结构相同；增透膜包括从上至下依次设置的第一ZnS层、第一YF₃层、第二ZnS层、第二YF₃层、第三ZnS层和Ge层；

其中，所述第一表面为所述基板上用于设置所述纳米结构的表面，所述纳米结构的侧壁不镀膜。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述纳米结构为纳米柱结构，所述纳米柱结构包括负中空纳米柱结构、方纳米柱结构、负方纳米柱结构、中空方纳米柱结构、负中空方纳米柱结构和拓扑纳米柱结构中的一种。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述纳米柱结构的光相位与所述纳米柱结构的高度、横截面的形状以及所述纳米柱结构的材质相关；

其中，所述横截面平行于所述基板。

4.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述像差包括球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差和倍率色差中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述透镜包括折射透镜和反射透镜中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述透镜包括一片折射透镜，所述超透镜的数量为两片，所述折射透镜和两片所述超透镜之间间隔设置。

7.根据权利要求6所述的光学系统，其特征在于，所述超透镜包括第一超透镜和第二超透镜，所述第二超透镜排布在所述第一超透镜和所述折射透镜之间；

入射光依次经所述第一超透镜和所述第二超透镜后进入所述折射透镜。

8.根据权利要求6所述的光学系统，其特征在于，所述折射透镜为镀第一可见光波段增透膜的凸透镜。

9.根据权利要求8所述的光学系统，其特征在于，

所述折射透镜的材质为光学玻璃；和/或，

所述超透镜的基板的材质为石英玻璃；和/或

所述超透镜的纳米结构的材质为光刻胶、石英玻璃、氮化硅、氧化钛、晶态与非晶态硅、氮化镓和二氧化硅中的一种。

10.根据权利要求9所述的光学系统，其特征在于，所述第二可见光波段增透膜与石英玻璃相匹配；和/或，

所述第三可见光波段增透膜与所述纳米结构折射率匹配。

11.根据权利要求6所述的光学系统，其特征在于，所述折射透镜为镀第一远红外波段增透膜的凸透镜。