[实用新型]一种超表面结构及点云发生器

说明书

本实用新型提供了一种超表面结构及点云发生器，其中，该超表面结构包括：基底和多个第一纳米结构，多个所述第一纳米结构周期性排列设置在所述基底的一侧；所述第一纳米结构被配置为对入射光进行补偿枕型失真且点云生成的相位调制，将所述入射光调制为畸变值小于预设阈值的点云。通过本实用新型实施例提供的超表面结构及点云发生器，将该超表面结构的第一纳米结构所调制的相位设计为能够补偿枕型失真，实现预补偿；利用该超表面结构生成点云时，第一纳米结构能够对枕型失真的点云进行补偿，从而能够消除枕型畸变，生成基本无失真的点云，能够提高使用精度。

技术领域

本实用新型涉及点云生成技术领域，具体而言，涉及一种超表面结构及点云发生器。

背景技术

传统的点云发生器基于衍射光学元件(DOE)实现，在设计过程中一般使用G-S(Gerchberg-Saxton)算法或IFT(迭代傅里叶变换)算法等相位恢复算法，该类相位恢复算法的目标函数一般在k域(k-space)，但是实际使用中在空间域(x-y域)观察；由于空间域与k域为非线性关系，故k域的目标函数会在空间域导致枕型失真，根据此算法得到的点云产生器发出的点云均有“枕型”失真，特别是在较大角度(例如，10°以上)时，从而影响使用精度；例如影响距离传感精度、三维相机的精度等。

传统点云发生器在观察平面的(x-y域)的点云投影可参见图1A和图1B所示，在角度较大时存在明显枕型畸变。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种超表面结构及点云发生器。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种超表面结构，包括：基底和多个第一纳米结构，多个所述第一纳米结构周期性排列设置在所述基底的一侧；

所述第一纳米结构被配置为对入射光进行补偿枕型失真且点云产生的相位调制，将所述入射光调制为畸变值小于预设阈值的点云。

在一种可能的实现方式中，所述第一纳米结构对所述入射光所调制的相位为基于补偿后的k域坐标所恢复得到的相位；所述k域坐标为对无失真的空间域坐标进行桶形膨胀后所确定的坐标。

在一种可能的实现方式中，所述k域坐标满足：

其中，x,y,z表示所述空间域坐标，k_x,k_y表示所述k域坐标。

在一种可能的实现方式中，所述预设阈值小于或等于2％。

在一种可能的实现方式中，所述基底在工作波段透明。

在一种可能的实现方式中，所述第一纳米结构所用材料的折射率大于所述基底所用材料的折射率。

在一种可能的实现方式中，超表面结构还包括填充材料；

所述填充材料填充于所述第一纳米结构之间；

所述填充材料的折射率与所述第一纳米结构的折射率之间差值的绝对值大于或等于0.5。

在一种可能的实现方式中，所述第一纳米结构所用材料包括氧化钛、氮化硅、熔融石英、氧化铝、氮化镓、磷化镓、非晶硅、晶体硅、氢化非晶硅中的至少一种；

所述基底所用材料包括石英玻璃、冕牌玻璃、火石玻璃中的至少一种。

在一种可能的实现方式中，超表面结构还包括：多个第二纳米结构；

多个所述第二纳米结构周期性排列设置在所述基底的入光侧，多个所述第一纳米结构设置在所述基底的出光侧；

所述第二纳米结构被配置为对入射光进行准直。

在一种可能的实现方式中，所述第一纳米结构所调制的相位是：用于补偿枕型失真且点云产生的相位以及对入射光进行准直的相位的叠加。