用于调控装置的超表面透镜制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于调控装置的超表面透镜，超表面透镜可切分为外部尺寸相同的多个十字型单元，多个十字型单元同向排列以组成圆形或多边形的一体式平面网状结构；十字型单元包括十字型架及设置于十字型架中央的矩形块，十字型架与矩形块的厚度相等；十字型架的几何中心点与矩形块的几何中心点重合。本发明专利技术的超表面透镜可基于以十字型单元作为基本单元所组成的平面网状结构，可用于对毫米波、太赫兹波段的电磁波进行波前调控，相比于传统的毫米波或太赫兹波透镜体积大幅减小，具有很高的振幅透射比及调控效率，且不存在球差，可满足小型化的调控装置的使用需求，解决了传统透镜所存在的存在球差且无法应用于小型化调控装置中的问题。

Super surface lens for control device

【技术实现步骤摘要】
用于调控装置的超表面透镜
本专利技术涉及光学设备的
，尤其涉及一种用于调控装置的超表面透镜。
技术介绍
传统的电磁调控器件基于特定材料及该材料的物理几何形状设计得到透镜，以使得穿过透镜的电磁波的相位及振幅等光学特性发生改变，也即是对穿过透镜的电磁波进行波前调控，从而得到满足所需光学特性要求的可用于调控装置的透镜。在毫米波、太赫兹波段，传统透镜如玻璃凸透镜、玻璃凹透镜等在使用过程中存在固有缺陷，传统透镜的体积较大，且由于传统透镜存在球差现象，导致聚焦等调控效果不佳，随着调控装置逐步向小型化发展，传统透镜无法应用于小型化、集成化的调控装置中。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种用于调控装置的超表面透镜，旨在解决现有技术方法的透镜所存在的存在球差且无法应用于小型化调控装置中的问题。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种超表面透镜，其中，所述超表面透镜可切分为外部尺寸相同的多个十字型单元，多个十字型单元同向排列以组成圆形或多边形的一体式平面网状结构；所述十字型单元包括十字型架及设置于所述十字型架中央的矩形块，所述十字型架与所述矩形块的厚度相等；所述十字型架的几何中心点与所述矩形块的几何中心点重合；所述十字型架包括水平支臂和垂直支臂，所述水平支臂与所述垂直支臂的长度及宽度均相等。所述的超表面透镜，其中，所述矩形块的纵向中线与所述十字型架的纵向中线之间的夹角为0-40°。所述的超表面透镜，其中，所述水平支臂的长度不大于电磁波的波长，所述电磁波的波长为0.03-10mm。所述的超表面透镜，其中，所述水平支臂的宽度与所述水平支臂的长度之间的比值不大于0.15。所述的超表面透镜，其中，所述超表面透镜的厚度与所述水平支臂的长度之间的比值不小于0.9。所述的超表面透镜，其中，所述矩形块的纵向边的长度小于所述水平支臂的长度，其纵向边的长度大于所述水平支臂的宽度。所述的超表面透镜，其中，所述矩形块的横向边的长度小于所述水平支臂的长度，其横向边的长度不小于所述水平支臂的宽度。所述的超表面透镜，其中，所述超表面透镜的厚度与所述水平支臂的长度之间的比值为1.8。一种调控装置，其中，所述调控装置包含上述的超表面透镜。与现有的技术相比，本专利技术具有以下突出优点和效果：在十字型架中央设置矩形块以得到十字型单元，通过多个十字型单元同向排列以组成圆形或多边形的具有一体式平面网状结构的超表面透镜。本专利技术的超表面透镜可基于以十字型单元作为基本单元所组成的平面网状结构，可用于对毫米波、太赫兹波段的电磁波进行波前调控，相比于传统的毫米波或太赫兹波透镜体积大幅减小，具有很高的振幅透射比及调控效率，且不存在球差，可满足小型化的调控装置的使用需求，解决了传统透镜所存在的存在球差且无法应用于小型化调控装置中的问题。附图说明图1为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的整体结构图；图2为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的局部结构图；图3为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的局部结构图；图4为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的使用状态示意图。图5为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的使用状态示意图。图6为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的使用状态示意图。图7为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的使用状态示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。本专利技术提供一种用于调控装置的超表面透镜，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1-图3，图1为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的整体结构图；图2为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的局部结构图；图3为本专利技术的用于调控装置的超表面透镜的局部结构图。如图所示，本专利技术实施例提供一种超表面透镜，其中，所述超表面透镜1可切分为外部尺寸相同的多个十字型单元2，多个十字型单元2同向排列以组成圆形或多边形的一体式平面网状结构；所述十字型单元2包括十字型架21及设置于所述十字型架21中央的矩形块22，所述十字型架21与所述矩形块22的厚度相等；所述十字型架21的几何中心点与所述矩形块22的几何中心点重合；所述十字型架21包括水平支臂211和垂直支臂212，所述水平支臂211与所述垂直支臂212的长度及宽度均相等。具体的，超表面透镜1为一体式平面网状结构，超表面透镜1可以是圆形或多边形，例如图1中所示的超表面透镜1为八边形，可根据十字型单元2的具体设计结构在平板上钻孔，以得到例如图1中所示的具有网状结构的超表面透镜1。本专利技术的超表面透镜1为可基于以十字型单元2作为基本单元所组成的平面网状结构，以对毫米波、太赫兹频段的电磁波进行波前调控，与传统透镜相比体积大幅减小，且超表面透镜1具有很高的振幅透射比及调控效率，利用超表面透镜1对电磁波进行调控即可实现聚焦、无衍射贝塞尔光束、多焦点聚焦等调控效果。超表面透镜可以采用石英、聚乙烯等对毫米波及太赫兹波具有折射作用的透明材料制作而成。在一具体的实施例中，所述矩形块22的纵向中线与所述十字型架21的纵向中线之间的夹角A为0-40°。矩形块22可以十字型架21的纵向中线为基准向左倾斜或向右倾斜，在倾斜角度相同的情况下，向左倾斜对应的调控效果与向右倾斜对应的调控效果相同，调整矩形块22的纵向中线与十字型架21的纵向中线之间的夹角A，可扩展超表面透镜1中的矩形块22的自由度，基于对矩形块22的纵向中线与十字型架21的纵向中线之间的夹角A进行调整，可扩展超表面透镜1对电磁波进行调控时的振幅变化的调控范围。可基于太赫兹频段的电磁波的波长，对矩形块22的纵向中线与十字型架21的纵向中线之间的夹角A进行对应调整，以使通过超表面透镜1调控后的调控电磁波的相位延迟及振幅满足调控需求，调控电磁波的振幅与电磁波的振幅之间的比值即为该超表面透镜1的振幅透射比，振幅透射比可采用Ex/E0进行表示，其中，Ex为调控电磁波的振幅，E0为调控前的电磁波的振幅，振幅透射比Ex/E0的取值范围为0-1；调控电磁波的相位与电磁波的相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超表面透镜，应用于调控装置，其特征在于，所述超表面透镜可切分为外部尺寸相同的多个十字型单元，多个十字型单元同向排列以组成圆形或多边形的一体式平面网状结构；/n所述十字型单元包括十字型架及设置于所述十字型架中央的矩形块，所述十字型架与所述矩形块的厚度相等；所述十字型架的几何中心点与所述矩形块的几何中心点重合；/n所述十字型架包括水平支臂和垂直支臂，所述水平支臂与所述垂直支臂的长度及宽度均相等。/n

【技术特征摘要】
1.一种超表面透镜，应用于调控装置，其特征在于，所述超表面透镜可切分为外部尺寸相同的多个十字型单元，多个十字型单元同向排列以组成圆形或多边形的一体式平面网状结构；
所述十字型单元包括十字型架及设置于所述十字型架中央的矩形块，所述十字型架与所述矩形块的厚度相等；所述十字型架的几何中心点与所述矩形块的几何中心点重合；
所述十字型架包括水平支臂和垂直支臂，所述水平支臂与所述垂直支臂的长度及宽度均相等。


2.如权利要求1所述的超表面透镜，其特征在于，所述矩形块的纵向中线与所述十字型架的纵向中线之间的夹角为0-40°。


3.如权利要求1或2所述的超表面透镜，其特征在于，所述水平支臂的长度不大于电磁波的波长，所述电磁波的波长为0.03-10mm。


4.如权利要求3所述的超表面透镜，其特征在于，所述水平支臂的宽度与所述水平支臂的长度之间的比值不大于0.15。


5.如权利要求3所述的超表面透镜，其特征在于，所述超表面透镜的厚度与所述水平支臂的长度之间的比值不小于0.9。


6.如权利要求3所述的超表面透镜，其特征在于，所述矩形块的纵向边的长度小于所述水平支臂的长度，其纵向边的长度大于所述水平支臂的宽度。


7.如权利要求6所述的超表面透镜，其特征在于，所述矩形块的横向边的长度小于所述水...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁华伟，李佳奇，李玲，张敏，苏红，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44