一种变焦超透镜及变焦超透镜的设计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115542626A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211289432.X(22)申请日2022.10.20(71)申请人深圳迈塔兰斯科技有限公司地址518101广东省深圳市宝安区新安街道上合社区33区大宝路83号美生慧谷科技园秋谷8栋6楼(72)发明人陈建发郝成龙谭凤泽朱健(74)专利代理机构深圳市深佳知识产权代理事务所(普通合伙)44285专利代理师孙超(51)Int.Cl.G02F1/29(2006.01)G02B3/00(2006.01)G02B27/00(2006.01)权利要求书4页说明书15页附图7页(54)发明名称一种变焦超透镜及变焦超透镜的设计方法(57)摘要本发明提供了一种变焦超透镜及变焦超透镜的设计方法，该变焦超透镜包括：基底、多个纳米结构以及电极层；基底的一侧表面设置有多个纳米结构，电极层与多个纳米结构抵接设置，基底与电极层在工作波段透明；纳米结构是由相变材料制成的各向异性的结构，用于在电极层的作用下，令变焦超透镜对第一入射光的焦距在第一焦距区间内变化，令变焦超透镜对第二入射光的焦距在第二焦距区间内变化。通过本发明实施例提供的变焦超透镜及变焦超透镜的设计方法，基于纳米结构具有各向异性及折射率可变的特点，对该变焦超透镜投射不同偏振态的入射光并施加电压，令该变焦超透镜对射入其中的入射光的焦距发生变化，具有两个焦距变焦范围，变焦范围较大。CN115542626ACN115542626A权利要求书1/4页1.一种变焦超透镜，其特征在于，包括：基底(1)、多个纳米结构(2)以及电极层(3)；所述基底(1)的一侧表面设置有多个所述纳米结构(2)，所述电极层(3)与多个所述纳米结构(2)抵接设置，且所述基底(1)与所述电极层(3)在工作波段透明；所述纳米结构(2)是由相变材料制成的各向异性的结构，所述纳米结构(2)用于在所述电极层(3)的作用下，令所述变焦超透镜对第一入射光的焦距在第一焦距区间内变化，令所述变焦超透镜对第二入射光的焦距在第二焦距区间内变化，且所述第一焦距区间与所述第二焦距区间中的任一区间均存在至少部分区域与另一区间不重合；所述第一入射光的偏振态与所述第二入射光的偏振态是正交的；所述第一焦距区间表示在所述纳米结构(2)相变前后，所述变焦超透镜对所述第一入射光分别所具有的焦距的最小值与最大值所构成的区间；所述第二焦距区间表示在所述纳米结构(2)相变前后，所述变焦超透镜对所述第二入射光分别所具有的焦距的最小值与最大值所构成的区间。2.根据权利要求1所述的变焦超透镜，其特征在于，所述基底(1)的材料包括：石英玻璃、熔融石英、冕牌玻璃、火石玻璃或蓝宝石。3.根据权利要求1所述的变焦超透镜，其特征在于，所述电极层(3)的材料包括：氧化铟锡玻璃材料、石墨烯材料或透明导电离子胶材料。4.根据权利要求1所述的变焦超透镜，其特征在于，所述纳米结构(2)的材料包括：三硫化二锑、锗锑碲或二氧化钒。5.根据权利要求1所述的变焦超透镜，其特征在于，所述纳米结构(2)的形状包括：矩形、矩形环、梯形、椭圆形、椭圆形环、十字形和矩形条带组合形状中的至少一种。6.根据权利要求1所述的变焦超透镜，其特征在于，所述变焦超透镜包括多个阵列式排布的超结构单元(10)，所述超结构单元(10)为可密堆积图形，所述可密堆积图形的顶点和/或中心位置设置有所述纳米结构(2)。7.根据权利要求6所述的变焦超透镜，其特征在于，所述超结构单元(10)为正六边形。8.根据权利要求1所述的变焦超透镜，其特征在于，所述变焦超透镜的相位分布满足：其中，ω1表示所述第一入射光的角频率；c表示光速；表示与所述变焦超透镜中心点距离为r处的纳米结构(2)对所述第一入射光的调制相位；F1表示所述变焦超透镜对所述第一入射光所具有的焦距；ω2表示所述第二入射光的角频率；表示与所述变焦超透镜中心点距离为r处的纳米结构(2)对所述第二入射光的调制相位；F2表示所述变焦超透镜对所述第二入射光所具有的焦距。9.一种如上述权利要求1‑8任一所述的变焦超透镜的设计方法，其特征在于，包括：确定纳米结构的折射率的变化范围，在最小折射率的情况下，确定所述变焦超透镜的第一目标相位分布和第二目标相位分布；所述第一目标相位分布表示所述变焦超透镜在所述最小折射率的情况下，对于第一入2CN115542626A权利要求书2/4页射光所需要满足的相位分布；所述第二目标相位分布表示所述变焦超透镜在所述最小折射率的情况下，对于第二入射光所需要满足的相位分布；在最大折射率的情况下，确定所述变焦超透镜的第三目标相位分布和第四目标相位分布；所述第三目标相位分布表示所述变焦超透镜在所述最大折射率的情况下，对于所述第一入射光所需要满足的相