[发明专利]超光学器件以及包括其的电子装置

权利要求书

1.一种超光学器件，向一波长带的入射光赋予相位延迟，所述超光学器件包括：

彼此间隔开的第一电极和第二电极；

在所述第一电极和所述第二电极之间的液晶层；

位于所述液晶层内的超表面层，所述超表面层包括多个纳米结构，每个纳米结构具有比所述波长带的中心波长小的形状尺寸；以及

电压器件，配置为在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压。

2.根据权利要求1所述的超光学器件，

其中在所述液晶层中的液晶分子的长轴与平行于所述超表面层的第一方向之间的角度根据施加在所述第一电极和所述第二电极之间的所述电压的升高而增大。

3.根据权利要求2所述的超光学器件，

其中所述超光学器件在所述角度为0°时表现出第一焦距，并在所述角度为90°时表现出比所述第一焦距短的第二焦距。

4.根据权利要求3所述的超光学器件，

其中当所述角度在0°和90°之间时，所述超光学器件表现出比所述第一焦距短且比所述第二焦距长的第三焦距。

5.根据权利要求2所述的超光学器件，

其中随着所述角度从0°增大直到90°，所述超光学器件的焦距逐渐减小。

6.根据权利要求2所述的超光学器件，

其中对于在所述液晶分子的所述长轴和所述第一方向之间的角度0°、θ₁、θ₂、θ₃和90°中的每个，所述超光学器件的相位满足以下条件：

其中0°θ₁θ₂θ₃90°。

7.根据权利要求6所述的超光学器件，

其中所述超光学器件满足以下条件：

Φ1.5弧度

其中Φ被如下定义：

ΔΦ₁＝φ(90°)-φ(67°)，ΔΦ₂＝φ(67°)-φ(45°)

ΔΦ₃＝φ(45°)-φ(22°)，ΔΦ₄＝φ(22°)-φ(0°)。

8.根据权利要求2所述的超光学器件，

其中所述多个纳米结构中的每个包括其中至少一侧平行于所述第一方向的四棱柱。

9.根据权利要求2所述的超光学器件，

其中所述超表面层包括多个单位单元，以及

其中所述多个单位单元中的每个包括由所述多个纳米结构中的第一纳米结构和所述多个纳米结构中的第二纳米结构构成的一对。

10.根据权利要求9所述的超光学器件，

其中当从平行于所述超表面层的截面观看时，所述第一纳米结构和所述第二纳米结构的每个具有矩形形状，所述矩形形状具有平行于所述第一方向的宽度和平行于与所述第一方向垂直的第二方向的长度。

11.根据权利要求2所述的超光学器件，

其中当所述角度为0°时，所述超光学器件的焦距为f1，以及

其中当所述角度为90°时，所述焦距为f1/2。

12.根据权利要求2所述的超光学器件，

其中当所述角度为0°时，所述超光学器件的焦距为f1，以及

其中当所述角度为90°时，所述焦距为-f1。

13.根据权利要求1所述的超光学器件，

其中所述超表面层包括多个相位调制区域，

其中所述多个相位调制区域中的每个相位调制区域的相位调制范围等于所述多个相位调制区域中的每个其它相位调制区域的相位调制范围，以及

其中所述多个相位调制区域中的每个包括多个子区。