液晶和超表面相结合的连续可变焦超透镜制造技术

本发明专利技术涉及成像和光学信息处理领域，公开了一种在可见光至红外波段可连续变焦的透镜设计方案。包括：利用超表面优异的相位调制能力设计一个固定焦距的超透镜，紧贴超透镜的下方增加了一层液晶和复合层，利用复合层为液晶层提供抛物面型的电压，从而在液晶层中产生抛物面型的相位调制，该相位叠加到超透镜相位上共同决定了透镜的焦距，通过改变电压可以改变液晶层中的抛物面型相位分布，从而达到变焦的效果。本文采用超透镜和液晶相结合的方法提出了一种连续可变焦超透镜的方法。该方法在实现连续变焦的前提下只使用了单个电极，降低了加工的复杂度，在结构上，保持了超表面超微超薄的优点，特别适合用于手机镜头中。

【技术实现步骤摘要】
液晶和超表面相结合的连续可变焦超透镜
本专利技术涉及成像和光学信息处理领域，尤其涉及一种液晶和超表面相结合的连续可变焦超透镜的结构设计。
技术介绍
超表面是一种能够有效操控波前的平面结构，其优点是可以做到超微超薄，调制精准，自提出以来，就被应用于各种光学元器件的设计制作中，包括透镜，波片，偏振片等等。但是，到目前为止，有关可调谐的超表面器件却鲜见报端，对于已有的报道，结构也略显复杂，效果不甚理想，这是由于缺乏有效的调制手段和精密的加工技术。透镜是最简单的光学器件，也是使用最广，研究最多的器件，即便如此，有关可变焦超透镜的工作仍然寥寥无几，并且效果也并不理想。其中，部分工作为两个或者多个焦点间的切换，意义不大。目前已有的方案有基于弹性基底的变焦透镜，可以连续变化，但是结构比较复杂，而且需要很高的电压，在实际使用中非常不方便，聚焦效果也不理想。基于液晶空间光调制器的变焦透镜在结构上非常复杂，需要非常多的电极，而且由于像元尺寸太大，存在多级衍射，能量利用率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于产生可连续变焦的透镜功能，利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶和超表面相结合的连续可变焦超透镜，其特征在于，包括由上至下依次粘连的超透镜层(1)、第一电极层(2)、液晶层(3)、复合层(4)和第二电极层(5)；/n所述的超透镜层(1)的像元尺寸在亚波长级别,且可以产生一个固定焦距的焦点；/n所述的液晶层(3)的液晶分子在无偏压时均匀排列，并且在不同的偏压下，在竖直平面旋转不同的角度；/n所述的复合层(4)由两种介质组成，其中一种介质为拱形，另一介质嵌入在拱形两端的凹陷处，该复合层(4)为所述的液晶层(3)提供抛物面型的电压；/n在所述的第一电极层(2)和第二电极层(5)上施加均匀电压，电压大小可调。/n

【技术特征摘要】
1.一种液晶和超表面相结合的连续可变焦超透镜，其特征在于，包括由上至下依次粘连的超透镜层(1)、第一电极层(2)、液晶层(3)、复合层(4)和第二电极层(5)；
所述的超透镜层(1)的像元尺寸在亚波长级别,且可以产生一个固定焦距的焦点；
所述的液晶层(3)的液晶分子在无偏压时均匀排列，并且在不同的偏压下，在竖直平面旋转不同的角度；
所述的复合层(4)由两种介质组成，其中一种介质为拱形，另一介质嵌入在拱形两端的凹陷处，该复合层(4)为所述的液晶层(3)提供抛物面型的电压；
在所述的第一电极层(2)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：司徒国海，郭劲英，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31