[发明专利]一种亚波长高折射率介质孔金属结构透镜

摘要

一种亚波长高折射率介质孔金属结构透镜，确定入射波长λ，基底材料，填充材料，增透膜材料及金属板材料；确定基底材料口径为L，金属板的厚度为h，基底放置于xy平面且中心在原点处；通过在金属板上制作合适边长的孔，向其内填充入高折射率介质如锗，完成所需的该点处的相位调制；(4)由所设计的透镜焦距f，得到相位与位置以及入射波长之间的关系，使得位相Φ(x，y)处于0到2π之间；(5)在金属板上进行取样，根据取样位置计算得到每一个取样点的相位延迟，然后根据相位延迟计算得到每一取样点所对应的方孔大小，在金属板中嵌入不同大小的高折射率介质孔，透镜设计完毕后，在透镜两面镀上一层高透膜，本发明设计的透镜具有高衍射效率的优点。

主权项

1、一种亚波长高折射率介质孔金属结构透镜，其特征于：所述的透镜由均匀厚度的金属板中镶嵌折射率大于2的高折射率介质方孔，并在透镜的入射面和出射面分别镀上一层增透膜构成，所述透镜制作如下：(1)确定所述透镜的入射波长λ、基底材料、金属板材料、填充入的高折射率介质材料和增透膜材料；(2)确定基底的口径为L，金属板的厚度为h，将基底放置于xy平面且中心在原点处，假设入射光垂直于基底沿z轴正方向入射；(3)在金属板上坐标(x，y)处制作边长为a的介质方孔，根据公式(1)得到该点出射面的相位与介质方孔边长之间的关系为：其中φ(x，y)表示该点的相位，λ表示入射波长，h表示金属板的厚度，a表示金属板上介质方孔的边长，通过在金属板上制作介质孔，完成该点处所需的相位调制；(4)由所设计的透镜焦距f，通过衍射理论求得表面任意点(x，y)处的相位φ，该点相位与该点位置以及入射波长之间的关系为：其中m为任意整数，选取m值，使得位相φ(x，y)处于0到2π之间；(5)在金属板口径L上进行取样，根据步骤(4)中的公式(2)计算得到每个抽样点的相位延迟，然后根据步骤(1)中的公式(1)计算得到每一取样点所对应介质方孔的大小，从而在金属板中嵌入不同大小的高折射率介质孔结构，并在两面镀上一层增透膜，从而能实现亚波长高折射率介质孔金属结构透镜。