[发明专利]一种实现双焦点聚集的微透镜

权利要求书

1.一种实现双焦点聚集的微透镜，其特征在于：包括采用均一介质材料制成的柱状透镜，透镜的入射面为平面，透镜的出射面为具有阶梯状光栅结构的凹面，所述阶梯状光栅自入射面向出射面方向设置了包括对应于焦距为的第一阶梯光栅区和对应于焦距为的第二阶梯光栅区，其中；所述第一阶梯光栅区所对应的焦点低于所述第二阶梯光栅区所对应的焦点，且所述第一阶梯光栅区与所述第二阶梯光栅区的分界面在轴向方向上相交于一点；还包括去除所述第一阶梯光栅区入射面端的3个阶梯，进而在底部形成中空圆孔。

2.根据权利要求1所述的一种实现双焦点聚集的微透镜，其特征在于：所述第一阶梯光栅区包括M个阶梯，所述第二阶梯区域包括N 个阶梯；所述第一阶梯光栅区的阶梯高度与所述第二阶梯区域的阶梯高度相同；

所述的阶梯状光栅结构的竖直边顶点的坐标为，为水平坐标变量，为纵向坐标变量，为阶梯序号，

其中：实现焦距的所述第一阶梯光栅区的阶梯坐标满足如下关系：

；

；

式中；；

所述第二阶梯光栅区的阶梯坐标满足如下关系：

；

；

式中；。

3.根据权利要求2所述的一种实现双焦点聚集的微透镜，其特征在于：所述阶梯状光栅结构中的阶梯的竖直高度满足如下关系：

式中：为阶梯的竖直高度，为工作波长，n为介质材料折射率，为等效负折射率。

4.根据权利要求3所述的一种实现双焦点聚集的微透镜，其特征在于：所述阶梯状光栅结构的阶梯内侧壁为竖直壁。

5.根据权利要求2所述的一种实现双焦点聚集的微透镜，其特征在于：所述中空圆孔的高度等于。

6.根据权利要求5所述的一种实现双焦点聚集的微透镜，其特征在于：所述第一阶梯光栅区的焦点位置与所述入射面共平面，所述第二阶梯光栅区的焦点位置与所述第一阶梯光栅区的底端共平面。

7.根据权利要求3所述的一种实现双焦点聚集的微透镜，其特征在于：所述n的选取范围为1.0至3.0，阶梯状光栅的等效负折射率选取范围为-1.0至-0.8，工作波长的范围为0.4 μm至2.0 μm。

8.根据权利要求1或2所述的一种实现双焦点聚集的微透镜，其特征在于：所述的取值范围为4 μm-6 μm，所述的取值范围为6 μm-9 μm，控制在1 μm-2 μm。