[发明专利]一种超构透镜及其制作方法

权利要求书

1.一种超构透镜的制作方法，其特征在于，包括：

确定超构透镜的焦点；

在截面组件的截面层中设定所述超构透镜面型的设计变量；所述截面组件包括基底、所述截面层以及完美匹配层，且所述截面组件内分布有激励波；

根据所述设计变量进行所述截面层内预选材料和真空相对介电常数的指数幂律混合材质插值，确定所述预选材料的分布位置，得到所述超构透镜的剖面结构构型，以使所述焦点处电场能量密度极大化；其中，所述预选材料为所述超构透镜的材料；

将所述剖面结构构型沿所述超构透镜的对称轴旋转，得到所述超构透镜的结构构型；

根据所述结构构型，加工得到所述超构透镜。

2.如权利要求1所述的超构透镜的制作方法，其特征在于，所述根据所述设计变量在所述截面层进行预选材料和真空相对介电常数的指数幂律混合材质插值，确定所述预选材料的分布位置，得到所述超构透镜的剖面结构构型包括：

步骤S1：通过偏微分方程滤波器和阈值投影法对所述设计变量进行光滑和锐化处理；

步骤S2：确定所述激励波的电磁场分布；

步骤S3：根据所述电磁场分布确定所述焦点处电场能量密度的伴随敏度；

步骤S4：根据所述伴随敏度演化所述设计变量，得到演化后的所述设计变量；

步骤S5：判断演化后的所述设计变量是否收敛；

步骤S6：若收敛，则根据演化后的所述设计变量得到所述剖面结构构型；

步骤S7：若不收敛，则返回步骤S1，直至所述设计变量收敛。

3.如权利要求1所述的超构透镜的制作方法，其特征在于，当所述预选材料为正性光刻胶时，所述根据所述结构构型，加工得到所述超构透镜包括：

在所述基底的上表面覆盖所述正性光刻胶；

对所述正性光刻胶进行坚膜处理；

根据所述结构构型对所述正性光刻胶进行光刻；

显影所述正性光刻胶，得到所述超构透镜。

4.如权利要求3所述的超构透镜的制作方法，其特征在于，在所述显影所述正性光刻胶之后，还包括：

利用乙醇清洗所述基底和所述正性光刻胶；

利用压缩气体吹干所述基底和所述正性光刻胶，得到所述超构透镜。

5.如权利要求3所述的超构透镜的制作方法，其特征在于，所述显影所述正性光刻胶包括：

采用甲基异丁基酮和异丙醇的显影液显影所述正性光刻胶。

6.如权利要求2所述的超构透镜的制作方法，其特征在于，所述根据所述电磁场分布确定所述焦点处电场能量密度的伴随敏度包括：

采用连续伴随分析方法，根据所述电磁场分布确定所述焦点处电场能量密度的所述伴随敏度。

7.如权利要求2所述的超构透镜的制作方法，其特征在于，当所述激励波以赫姆霍兹方程描述时，所述确定所述激励波的电磁场分布包括：

采用节点有限单元法，确定所述激励波的电磁场分布。

8.如权利要求1至7任一项所述的超构透镜的制作方法，其特征在于，所述确定超构透镜的焦点包括：

设定所述超构透镜的数值孔径和直径；

根据所述数值孔径和所述直径确定所述焦点。

9.一种超构透镜，其特征在于，所述超构透镜包括基底和纳米结构阵列，所述超构透镜由如权利要求1至8任一项所述的超构透镜的制作方法制得。

10.如权利要求9所述的超构透镜，其特征在于，所述纳米结构阵列的材料为正性光刻胶。