【技术实现步骤摘要】
柔性遥感卫星光学镜片及其制作方法
本专利技术属于微纳光学及光学成像领域，尤其涉及一种柔性遥感卫星光学镜片及其制作方法。
技术介绍
遥感卫星是国家的重大需求，在国家的社会经济发展和国防安全领域中发挥着显著作用，广泛应用于气象、灾害监测、资源勘探、军事侦察、导弹预警、武器制导和军事测绘。遥感卫星搭载的光学系统是实现高质量遥感成像的关键。大口径且轻量化的遥感卫星光学镜片是国际前沿科技竞争的热点。当前遥感卫星光学系统基于传统的反射式和折射式光学镜片，为了优化成像质量，同时满足光学系统的视场和像差等条件，采用了多个镜片构成的复杂镜片组，具有体积大、重量大的显著缺点。究其根源，在于传统折反式光学镜片的原理性限制。传统折射和反射成像方法建立在几何光学的基础上，光学镜片对光线传播的调制过程可用角度、方向矢量、距离等几何量来表达和计算。在这种严格的几何关系限制下，传统光学成像必须依赖光学镜片的表面形状和光学材料，导致光学镜片设计自由度低且体积大，无法满足遥感卫星光学系统轻量化的发展要求。此外，遥感卫星的高分辨率成像要求光学镜片...
【技术保护点】
1.一种柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，包括柔性衬底(1)和设于所述柔性衬底(1)的至少一个表面上的微纳结构超表面(2)，所述微纳结构超表面(2)为微纳结构单元(21)的周期性阵列，不同的微纳结构单元(21)具有相同的高度、相同的指向角度和不同的横截面尺寸，各微纳结构单元的横截面尺寸根据所需的电磁波通过各微纳结构单元(21)后的相位累积以及电磁波通过微纳结构单元(21)的相位累积与微纳结构单元(21)的横截面尺寸的对应关系相应确定。/n
【技术特征摘要】
1.一种柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，包括柔性衬底(1)和设于所述柔性衬底(1)的至少一个表面上的微纳结构超表面(2)，所述微纳结构超表面(2)为微纳结构单元(21)的周期性阵列，不同的微纳结构单元(21)具有相同的高度、相同的指向角度和不同的横截面尺寸，各微纳结构单元的横截面尺寸根据所需的电磁波通过各微纳结构单元(21)后的相位累积以及电磁波通过微纳结构单元(21)的相位累积与微纳结构单元(21)的横截面尺寸的对应关系相应确定。
2.根据权利要求1所述的柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，所述微纳结构单元(21)仅仅设置于所述柔性衬底(1)的反面，电磁波经过所述柔性遥感卫星光学镜片的反面的各微纳结构单元(21)后的相位累积满足相位分布：
其中，r为微纳结构单元(21)在所述柔性遥感卫星光学镜片上的空间位置坐标，λ为工作波长，f为所述柔性遥感卫星光学镜片的焦距。
3.根据权利要求1所述的柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，所述微纳结构单元(21)设置于所述柔性衬底(1)的正反两面，以形成所述柔性遥感卫星光学镜片的正面和反面，电磁波经过所述柔性遥感卫星光学镜片的反面的各微纳结构单元(21)后的相位累积满足相位分布：
其中，λ为工作波长，f为所述柔性遥感卫星光学镜片的焦距，RF为所述柔性遥感卫星光学镜片的反面的半径，r为所述柔性遥感卫星光学镜片的反面的各微纳结构单元(21)的空间位置坐标，N为校正项数目，bn为反面校正系数；
且电磁波经过所述柔性遥感卫星光学镜片的正面的各微纳结构单元(21)后的相位累积满足相位分布：
其中，r为所述柔性遥感卫星光学镜片的正面的各微纳结构单元(21)的空间位置坐标，RA为所述柔性遥感卫星光学镜片的正面的半径，N为校正项数目，an为正面校正系数。
4.根据权利要求2或3所述的柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，所述工作波长λ为3-5μm，所述柔性遥感卫星光学镜片的正面和反面的半径由其镜片口径决定，该镜片口径为1mm至10m，所述柔性遥感卫星光学镜片的焦距为1mm至10m。
5.根据权利要求3所述的柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，所述反面和正面校正系数bn、an通过遗传算法来进行优化。
6.根据权利要求1所述的柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，所述周期性阵列的构型是正方晶格阵列或六角晶格阵列，所述微纳结构单元(21)的构型是圆柱、方柱、矩形柱或椭圆柱。
7.根据权利要求1所述的柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，所述柔性衬底(1)的材料是聚乙烯醇、聚酯、聚酰亚胺和聚萘二甲酯乙二醇酯中的一种，所述微纳结构超表面(2)的材料为硅。
8.根据权利要求1所述的柔性遥感卫星光学镜片，其特征在于，柔性衬底(1)的厚度为毫米量级，微纳结构单元(21)的厚度为亚波长量级，所述微纳结构单元(21)...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，周易，甘峰源，王磊，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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