[发明专利]一种超构透镜纳米单元的设计方法及超构透镜

摘要

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种超构透镜纳米单元的设计方法及超构透镜，所述超构透镜包括衬底和设于衬底一侧且尺寸为亚波长的多种纳米单元，所述纳米单元采用自适应混合优化算法进行优化设计，并使优化设计的纳米单元按照菲涅尔双曲线型规律：进行排列，其中，为每一个纳米单位的坐标，为纳米单元的相移，为目标波长，n为材料背景的折射率指数，是设计焦距。本发明通过对形成超构透镜的纳米单元进行优化设计和排列，以使所述超构透镜能用于液浸以增大数值孔径，且所述超构透镜不受制造条件和工作距离的限制，设计更合理。

主权项

1.一种超构透镜纳米单元的设计方法，其特征在于，基于自适应混合优化算法，包括多种优化器，包括以下步骤：S1先确定纳米单元（2）的总自由度，再在多种优化器中，将初始纳米单元（2）几何参数组随机分布在帕累托最优边界区域内，并自定义标准化品质因子，以衡量设计的纳米单元（2）所产生的相移及透过率是否处于最佳组合；S2激发第一个优化器工作，并使对应纳米单元（2）几何参数组收敛于帕累托最优边界区域内，采用第一个优化器进行优化计算，即改变对应纳米单元（2）几何参数组，若产生的相移和透过率使得对应的标准化品质因子得到提升，则记录对应的几何参数组；若产生的相移和透过率使得对应的标准化品质因子没有得到提升，则放弃对应的几何参数组，直至对应的标准化品质因子不再提升，则优化计算达到局部极值；S3将步骤S2的优化计算结果引入第二个优化器中，再激发第二个优化器，继续使对应纳米单元（2）几何参数组收敛于帕累托最优边界区域内，采用第二个优化器进行优化计算，直至对应的标准化品质因子不再提升，则优化计算达到局部极值；S4按步骤S2和S3对余下所有优化器进行优化计算，完成第一轮优化算法，获得所有局部极值中的最大值，即获得最高效率点；S5若最高效率点没有到达帕累托最优边界，则开始下一轮优化算法，重复步骤S2、S3、S4，直至所有优化器覆盖在帕累托最优边界区域内，则可得到最优的最高效率点，所属最优的最高效率点对应的标准化品质因子即为优化后的最佳值，所述最佳值对应的几何参数组即为所设计的纳米单元（2）几何参数组。