包含超表面的折叠光程制造技术

设备包括折叠光程，折叠光程包括光学反射表面，所述光学反射表面其中至少之一包括光学超表面。超表面。超表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含超表面的折叠光程


[0001]本专利技术涉及具有折叠光程的装置。

技术介绍

[0002]光线在穿过光学介质或系统时遵循的路径通常被称为光程。折叠光学器件允许光束路径以使得光程比系统的尺寸更长的方式弯曲。因此，例如，通过使用折叠光学器件，光学装置的物理长度可以减少到小于光程的长度。

技术实现思路

[0003]本专利技术描述了包括包含了一个或多于一个超表面的折叠光程的装置。
[0004]例如，在一个方面，本专利技术描述了一种包括折叠光程的设备，该折叠光程包括多个光学反射表面，所述多个光学反射表面至少之一包括光学超表面。
[0005]一些实现包括以下特征中的一个或多于一个。例如，在一些实现中，折叠光程包括至少两个光学超表面，并且在一些实现中，折叠光程包括至少三个光学超表面。
[0006]在一些实例中，光学超表面被配置为以与光入射在该光学超表面上的角度不同的角度反射该光。在一些实例中，光学超表面被配置为改变入射在光学超表面上的光的偏振，使得由光学超表面反射的光具有与入射光的偏振不同的偏振。在一些实现中，光学超表面被配置为针对具有特定偏振的光选择性地透射，并且针对具有不同偏振的光选择性地反射。在一些实现中，光学超表面被配置为将照射在超表面上的入射光分成多个衍射阶次(diffractive order)。
[0007]本专利技术还描述了被包含到折叠光程中的超表面的布置的具体示例，但是其他示例也在本专利技术的范围内。
[0008]其他方面、特征和优点将从以下详细描述、附图以及权利要求中变得明显。
附图说明
[0009]图1例示包括包含了一个或多于一个超表面的折叠光程的装置的第一示例。
[0010]图2例示包括包含了一个或多于一个超表面的折叠光程的装置的第二示例。
[0011]图3例示包括包含了一个或多于一个超表面的折叠光程的装置的第三示例。
[0012]图4例示包括包含了一个或多于一个超表面的折叠光程的装置的第四示例。
[0013]图5例示包括包含了一个或多于一个超表面的折叠光程的装置的第五示例。
[0014]图6A和图6B例示入射在光学传感器上的光的不同衍射阶次的示例。
[0015]图7例示包括设置在壳体内的超表面的折叠光程的示例。
具体实施方式
[0016]高级光学元件可以包括超表面，超表面是指具有被布置为以特定方式与光相互作用的分布式小结构(例如，超构原子(meta
‑
atom))的表面。通常，光学超表面是超薄非均匀
介质，其具有可以在亚波长尺度操纵光的光学性质的超构原子的平面结构。例如，也可以被称为超结构的超表面可以是具有纳米结构的分布式阵列的表面。纳米结构或其他超构原子可以单独地或共同地与光波相互作用，以改变入射光波的局部振幅、局部相位、局部偏振或其任何组合。
[0017]根据本专利技术，描述了包括包含了两个或多于两个反射表面的折叠光程的装置，这些反射表面至少之一是光学超表面。
[0018]在一些实例中，超表面中的一个或多于一个超表面与光相互作用，该相互作用取决于例如入射的角度。例如，在一些情况下，从超表面反射的角度可以与入射的角度不同。在一些情况下，超表面中的一个或多于一个超表面被配置为以取决于入射光的性质(诸如光的偏振等)的方式与光相互作用。例如，在一些实例中，超表面中的一个或多于一个超表面被配置用于偏振转换(即，改变光的偏振，使得由超表面反射的光的偏振与入射光的偏振不同)。在一些情况下，超表面中的一个或多于一个超表面被配置为针对具有特定偏振的光选择性地透射，并且针对具有不同偏振的光选择性地反射。折叠光程的一些实现包含了单独地或共同地具有前述特征中的一个或多于一个特征的一个或多于一个超表面。
[0019]图1例示光学或光电装置的第一示例，该装置包括光源10、光传感器12和多个反射表面14、16、18。在这种情况下，反射表面14、16、18各自可以被实现为相应的超表面。具体地，第一超表面14和第三超表面18可操作以与超表面上的相应入射角度不同的角度反射光。在所示示例中，该效果可以用于帮助减少装置的总高度(h)，同时增加装置的总轨道长度(TTL)并减少装置的占地区域。
[0020]在图1中，由光源10产生并入射在第一超表面14上的光20被反射为朝向第二超表面16行进的光22。在一些实例中，入射在第一超表面14上的光20是从装置外部的一个或多于一个对象反射的光，而不是由单独的光源10产生的光。这可以是例如在结构化光三维应用中的情况。然后，光20以与第一超表面上的入射角度不同的角度从第一超表面14反射。在图1的示例中，由第一超表面14反射的光由22表示。从第二超表面16反射的光24入射在第三超表面18上，然后由第三超表面18以与第三超表面上的入射角度不同的角度反射。从第三超表面18反射的光26由26表示。在所示的示例中，第三超表面18不同于第一超表面14，使得由各表面反射的光(即，22或24)相对于入射在该表面上的光被以不同的量反射。从第三超表面18反射的光26被引导朝向光传感器12，光传感器12可操作以检测入射光26的一个或多于一个性质。
[0021]在一些实现中，如图2的示例所示，第一超表面14和第三超表面18的功能可以被组合成单个超表面。在该示例中，第一超表面30被配置为反射与具有第二不同偏振P2的光不同的第一偏振P1的光。在该实例中，光源10可操作以产生具有第一偏振P1的光34。入射在第一超表面30上的光34被第一超表面(以特定角度)朝向第二超表面32反射，第二超表面32被配置为改变入射光36的偏振(即，从P1至P2)并且将具有第二偏振P2的反射光38引导回朝向第一超表面30。具有第二偏振P2并且入射在第一超表面30上的光38以与具有第一偏振P1的光34不同的角度从第一超表面30反射。从第三超表面30反射的光40被引导朝向光传感器12，光传感器12可操作以检测入射光40的一个或多于一个性质。
[0022]图2的实现可以促进生产具有类似于图1的示例的折叠光程的装置，但使用更少反射表面。例如，为了实现高度紧凑的设计，减少所需要的表面的数量可以是有利的。此外，在
一些实例中，较少的表面可以使得在制造期间需要较少的步骤(例如，对准步骤)。
[0023]图3例示另一示例，该示例如图1的实现那样包含三个反射表面，但具有更长的TTL。在图3中，由光源10产生的光60具有第一偏振(P1)并且入射在第一超表面50上。入射光60以与第一超表面上的入射角度不同的角度从第一超表面反射。从第一超表面50反射的光62朝向第二超表面52行进，第二超表面52被配置为改变入射光62的偏振(即，从P1至P2)。具有第二偏振P2的反射光64朝向第三超表面54行进。入射在第三超表面54上的光64作为具有第二偏振P2的光66朝向第二超表面52反射回。然后，第二超表面52改变入射光66的偏振(从P2至P1)，使得光68以与入射角度不同的角度从第二超表面52反射。从第二超表面52反射并且具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：折叠光程，其包括多个光学反射表面，所述多个光学反射表面至少之一包括光学超表面。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述折叠光程包括至少两个光学超表面。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述折叠光程包括至少三个光学超表面。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学超表面被配置为以与光入射在所述光学超表面上的角度不同的角度反射光。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学超表面被配置为改变入射在所述光学超表面上的光的偏振，使得由所述光学超表面反射的光具有与入射光的偏振不同的偏振。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学超表面被配置为针对具有特定偏振的光选择性地透射，并且针对具有不同偏振的光选择性地反射。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学超表面被配置为将照射在所述光学超表面上的入射光分成多个衍射阶次。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述折叠光程包括第一光学反射表面、第二光学反射表面和第三光学反射表面，其中：所述第一光学反射表面被配置为将入射在所述第一光学反射表面上的光朝向所述第二光学反射表面反射，其中，从所述第一光学反射表面反射的光以与入射光的角度不同的角度被反射，所述第二光学反射表面被配置为朝向所述第三光学反射表面反射光，所述第三光学反射表面被配置为以与光入射在所述第三光学反射表面上的角度不同的角度对入射在所述第三光学反射表面上的光进行反射，以及所述第一光学反射表面、所述第二光学反射表面和所述第三光学反射表面至少之一包括光学超表面。9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述第一光学反射表面、所述第二光学反射表面和所述第三光学反射表面各自包括相应的光学超表面。10.根据权利要求8和9中任一项所述的设备，其中，所述第一光学反射表面和所述第三光学反射表面彼此不同，使得入射在所述第一光学反射表面上的光由所述第一光学反射表面以第一角度反射，并且入射在所述第三光学反射表面上的光由所述第三光学反射表面以与所述第一角度不同的第二角度反射。11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述折叠光程包括第一光学反射表面和第二光学反射表面，其中：所述第一光学反射表面被配置为将具有第一偏振并且入射在所述第一光学反射表面上的光朝向所述第二光学反射表面反射，其中，从所述第一光学反射表面反射的光以与入射光的角度不同的角度被反射，所述第二光学反射表面被配置为将入射在所述第二光学反射表面上的光的偏振从所述第一偏振改变为不同的第二偏振，并且将具有所述第二偏振的光朝向所述第一光学反射表面反射，所述第一光学反射表面被配置为以与具有所述第二偏振并且入射在所述第一光学反射表面上的光的入射角度不同的角度、对具有所述第二偏振并且入射在所述第一光学反射
表面上的光进行反射，以及所述第一光学反射表面和所述第二光学反射表面至少之一包括光学超表面。12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一光学反射表面和所述第二光学反射表面各自包括相应的光学超表面。13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述折叠光程包括第一光学反射表面、第二光学反射表面和第三光学反射表面，其中：所述第一光学反射表面被配置为将具有第一偏振并且入射在所述第一光学反射表面上的光朝向所述第二光学反射表面反射，其中，从所述第一光学反射表面反射的光以与入射光的角度不同的角度被反射，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：尼尔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：