[发明专利]一种超透镜和具有其的光学系统

说明书

本发明公开了一种超透镜和具有其的光学系统，所述超透镜包括：基板，能够透过不同波段的光；和设于基板同一表面的多个超表面结构单元，多个超表面结构单元呈阵列状排列，超表面结构单元为正六边形和/或正方形，每个超表面结构单元的中心位置，或者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；纳米结构沿第一轴和第二轴分别轴对称，且将纳米结构沿着第一轴和第二轴进行切分获得的多个纳米结构单元相同，第一轴和第二轴垂直，且第一轴和第二轴分别垂直于纳米结构的高度方向；不同位置的纳米结构在不同波长下的光相位不同，以限定超透镜在不同波长下的光相位分布。本发明的超透镜对入射光的偏振不敏感、厚度小、重量轻。

技术领域

本发明涉及透镜领域，尤其涉及一种超透镜和具有其的光学系统。

背景技术

光学透镜在成像、精密测量以及光通信等科学与工业领域中作为基本元器件起着至关重要的作用。传统光学透镜经过切割材料、打磨表面、精抛光和镀膜等系列复杂程序制作而成。由多个传统的光学透镜组成多透镜组光学系统，这类系统一般有数片折射式透镜或者反射式镜头组成，完成一个特定的成像应用，如无穷远成像、影像投影和显微成像等。然而一般而言，传统折射反射式镜片组成的镜头组有着体积大和重量大等不足。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种超透镜和具有其的光学系统。

本发明实施例的第一方面提供一种超透镜，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六边形和/或正方形，每个超表面结构单元的中心位置，或者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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，所述纳米结构的材质为以下中的一种：

光刻胶、石英玻璃、氮化硅、氧化钛、晶态与非晶态硅、氮化镓。

本发明实施例的第二方面提供一种光学系统，所述光学系统包括：

镜筒；

透镜；以及

至少一个本发明第一方面任一项所述的超透镜；

其中，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。

可选地，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。

可选地，所述透镜包括折射透镜和反射透镜中的至少一种。

可选地，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。

可选地，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；