[发明专利]超透镜增透膜的设计方法、装置及电子设备

说明书

本申请提供了一种超透镜增透膜的设计方法、装置及电子设备，其中，该方法包括步骤S1，选取填充材料3；步骤S2，计算填充单元的等效折射率与等效消光系数；步骤S3，基于等效折射率与等效消光系数加权平均获得被填充的超透镜的折射率和消光系数；步骤S4，基于超透镜的折射率和超透镜的消光系数计算超透镜的增透膜系，得到初始膜系结果；步骤S5，优化初始膜系结果，得到优化的增透膜系结果。通过本申请实施例提供的超透镜增透膜的设计方法、装置及电子设备，实现了在不影响超透镜入射光相位的情况下增加入射光的透射率。

技术领域

本申请涉及超表面技术领域，具体而言，涉及一种超透镜增透膜的设计和镀膜方法。

背景技术

增透膜是一种沉积在光学镜片表面的薄膜，其原理是使反射光干涉相消，从而达到减反/增透的效果。薄膜可以是单层膜也可以是多层膜，取决于基底材料和工作波段。

相关技术中根据透镜基底的材料设计膜系，采用热蒸镀的方法将设计好的膜系逐层沉积到透镜表面。

相比传统镜片，超透镜的表面具有用来调制入射光相位的微纳结构，采用相关技术设计的膜系在镀膜时会沉积到微纳结构上，还会填充到微纳结构之间的空气间隙中，从而改变超透镜的入射光相位，影响超透镜的光学性能。因此，亟需一种不改变超透镜光学性能的增透膜的设计方法。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本申请实施例提供了一种超透镜增透膜的设计方法、装置及电子设备。

第一方面，本申请实施例提供了一种超透镜增透膜的设计方法，包括：

步骤S1，选取填充材料，所述填充材料用于填充超透镜表面微纳结构之间的空气间隙，每个所述微纳结构和所述每个所述微纳结构周围的填充材料组成一个填充单元；

步骤S2，计算所述填充单元的等效折射率与等效消光系数；

步骤S3，基于所述等效折射率与所述等效消光系数加权平均获得被填充的超透镜的折射率和消光系数；

步骤S4，基于所述超透镜的折射率和所述超透镜的消光系数计算超透镜的增透膜系，得到初始膜系结果；

步骤S5，优化所述初始膜系结果，得到增透膜系结果。

可选地，所述计算所述填充单元的等效折射率与等效消光系数包括：

步骤S201，通过占空比法计算所述等效折射率与所述等效消光系数；或

步骤S202，通过直接计算法计算所述等效折射率与所述等效消光系数。

可选地，所述优化所述膜系结构包括：

步骤S501，采用有限元分析对所述初始膜系结果进行分析，得到带膜系超透镜的初始光场相位和初始透过率；

步骤S502，基于所述初始光场相位和所述初始透过率进行最优化迭代，得到增透膜系结果。

可选地，所述通过占空比法计算所述等效折射率与所述等效消光系数的计算公式如下：

n₁(λ)＝ρ′n_u(λ)+ρ″n_f(λ)，

k₁(λ)＝ρ′k_u(λ)+ρ″k_f(λ)，

ρ′+ρ″＝1，