【技术实现步骤摘要】
本申请涉及超透镜的，具体地，本申请涉及超透镜及其设计方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、超透镜是一种超表面，超表面为一层亚波长的人工纳米结构膜，可通过其上设置的纳米结构单元来对入射光的振幅、相位和偏振进行调制。
2、通常，越靠近超透镜的边缘，所需的相位梯度越大，实现[0,2π]相位覆盖的难度越大。然而，由于超透镜上相同的纳米结构对不同波长具有不同的相位响应。对于宽谱成像，由于不同波长的入射光具有不同的相位响应，从而产生较大的色差。带宽越大，实现[0,2π]的相位覆盖难度越大。由此导致超透镜的口径与工作波段的带宽成反比。
3、随着宽谱成像的需求越来越高，亟需克服带宽对超透镜的口径限制。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中入射波段的带宽对超透镜口径的限制问题，本申请实施例的目的在于提供了一种超透镜及其设计方法、装置、电子设备和存储介质。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种超透镜，所述超透镜包括：基底；和垂直于所述基底的表面，周期性排列的结构单元；所述超透镜包含多个相位调制区域，每一相位调制区域包括多个结构单元；其中，每一结构单元包含m个相位调制层，m≥2，以使得所述每一相位调制区域内的每一结构单元，提供相位区间[0,2π]内的任一相位，并使得所述每一相位调制区域针对工作波段所覆盖的相位区间为[0,2π]。
3、可选地，所述m个相位调制层中的每一个相位调制层包括一个纳米结构和设于所述纳米结构周围的填充材料，所述填充材料的
4、可选地，所述m个相位调制层包括沿着靠近所述基底的方向依次堆叠设置的第一个相位调制层至第m个相位调制层，第二个相位调制层至所述第m个相位调制层中的每一个相位调制层中的填充材料的折射率n满足：n≠1。
5、可选地，m＝2。
6、可选地，m＝3。
7、可选地，填充材料的高度h1和纳米结构的高度h2满足：
8、可选地，填充材料的高度h1和纳米结构的高度h2满足：
9、第二方面，本专利技术实施例提供了一种超透镜的设计方法，用于设计上述任一实施例提供的超透镜，设计方法包括：
10、任意选取第一数量个结构单元；所述第一数量大于或等于2；
11、以所述第一数量个结构单元的每一个结构单元中的任一个或多个纳米结构的至少一种特征参数为变量确定所述第一数量结构单元的相位响应；所述相位响应为入射波长与所述至少一种特征参数的函数；
12、基于所述函数进行插值搜索，获得目标结构单元。
13、可选地，所述对所述函数进行插值搜索包括：
14、确定实现超透镜相位覆盖[0,2π]所需的结构单元的第二数量；
15、对第二数量个结构单元中的每一个进行多波长采样，选取每一个采样波长下相位响应与目标相位差值之和的绝对值的最小值对应的特征参数；
16、根据所述采样波长下相位响应与目标相位差值之和的绝对值的最小值对应的特征参数构建第二数量个目标结构单元。
17、可选地，所述目标结构单元的相位满足：其中，m为所述多波长采样中采样波长的数量；n为目标结构单元的数量；为第j个结构单元在第i个波长下的归一化相位；j为小于或等于n-1的正整数。
18、可选地，所述特征参数包括纳米结构的形状、半径、高度、深宽比和折射率中的一种或多种。
19、可选地，所述多波长采样包括：
20、在所述超透镜的工作波段中选取多个离散波长；
21、在所述多个离散波长中的每一个波长下，以结构单元中任一个或多个纳米结构的至少一种特征参数为变量确定所述结构单元的相位响应；
22、选取所述多个离散波长下相位响应与目标相位差值之和的绝对值的最小值对应的特征参数。
23、第三方面，本申请实施例还提供了一种超透镜的设计装置，其特征在于，适用于根据上述任一实施例提供的超透镜的设计方法，所述装置包括：
24、输入模块，被配置为输入结构单元的数量、相位调制层的层数以及每个结构单元中的每一个纳米结构的特征参数；
25、仿真模块，被配置为计算结构单元的相位响应；所述相位响应为入射波长与所述至少一种特征参数的函数；
26、搜索模块，被配置为基于所述函数进行插值搜索。
27、第四方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，所述计算机程序被所述处理器执行时实现根据上述任一实施例提供的超透镜的设计方法中的步骤。
28、第五方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例提供的超透镜的设计方法中的步骤。
29、本申请提供的上述技术方案，至少取得了以下有益效果：
30、本申请实施例提供的超透镜，通过对每个结构单元设置m个相位调制层，m≥2，使得每个结构单元具有更大的相位调控自由度，从而使得构成超透镜的每个相位调制区域都可以实现[0,2π]的相位覆盖，继而使整个超透镜都可以实现[0,2π]的相位覆盖。借此，克服了工作波段的带宽对超透镜口径的限制，实现了大口径宽谱成像。
31、本申请实施例提供的超透镜的设计方法，通过以第一数量个结构单元的每一相位调制层中的纳米结构的至少一种特征参数为变量，确定具有多个相位调制层的结构单元的相位响应；所述相位响应为入射波长与至少一种特征参数的函数；基于所述函数进行插值搜索，获得目标结构单元，从而实现了目标结构单元对宽波段中的不同波长具有相同的相位响应。借此，同时满足了超透镜对大口径和宽谱成像的需求。
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1.一种超透镜(100)，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的超透镜(100)，其特征在于，所述m个相位调制层(12)中的每一个相位调制层包括一个纳米结构(121)和设于所述纳米结构(121)周围的填充材料(122)，所述填充材料(122)的高度大于或等于所述纳米结构(121)的高度；
3.根据权利要求2所述的超透镜(100)，其特征在于，所述m个相位调制层(12)包括沿着靠近所述基底(11)的方向依次堆叠设置的第一个相位调制层至第m个相位调制层，第二个相位调制层至所述第m个相位调制层中的每一个相位调制层中的填充材料(122)的折射率n满足：n≠1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的超透镜(100)，其特征在于，m＝2。
5.根据权利要1-3任一项所述的超透镜(100)，其特征在于，m＝3。
6.根据权利要求2或3所述的超透镜(100)，其特征在于，所述填充材料(122)的高度h1和所述纳米结构(121)的高度h2满足：
7.根据权利要求6所述的超透镜(100)，其特征在于，所述填充材料(122)的高度h
8.一种超透镜(100)的设计方法，用于设计权利要求1-7任一项所述的超透镜(100)，其特征在于，所述设计方法包括：
9.根据权利要求8所述的设计方法，其特征在于，所述对所述函数进行插值搜索包括：
10.根据权利要求8或9所述的设计方法，其特征在于，所述目标结构单元的相位满足：其中，M为所述多波长采样中采样波长的数量；N为目标结构单元的数量；为第j个结构单元在第i个波长下的归一化相位；j为小于或等于N-1的正整数。
11.根据权利要求8或9所述的设计方法，其特征在于，所述特征参数包括所述纳米结构(121)的形状、半径、高度、深宽比和折射率中的一种或多种。
12.根据权利要求9所述的设计方法，其特征在于，所述多波长采样包括：
13.一种超透镜(100)的设计装置，其特征在于，适用于根据权利要求8-12中任一所述的超透镜(100)的设计方法，所述装置包括：
14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括总线(710)、收发器(730)、存储器(750)、处理器(720)及存储在所述存储器(750)上并可在所述处理器(720)上运行的计算机程序，所述收发器(730)、所述存储器(750)和所述处理器(720)通过所述总线(710)相连，所述计算机程序被所述处理器(720)执行时实现如权利要求8-12中任一所述的超透镜(100)的设计方法中的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8-12中任一所述的超透镜(100)的设计方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种超透镜(100)，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的超透镜(100)，其特征在于，所述m个相位调制层(12)中的每一个相位调制层包括一个纳米结构(121)和设于所述纳米结构(121)周围的填充材料(122)，所述填充材料(122)的高度大于或等于所述纳米结构(121)的高度；
3.根据权利要求2所述的超透镜(100)，其特征在于，所述m个相位调制层(12)包括沿着靠近所述基底(11)的方向依次堆叠设置的第一个相位调制层至第m个相位调制层，第二个相位调制层至所述第m个相位调制层中的每一个相位调制层中的填充材料(122)的折射率n满足：n≠1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的超透镜(100)，其特征在于，m＝2。
5.根据权利要1-3任一项所述的超透镜(100)，其特征在于，m＝3。
6.根据权利要求2或3所述的超透镜(100)，其特征在于，所述填充材料(122)的高度h1和所述纳米结构(121)的高度h2满足：
7.根据权利要求6所述的超透镜(100)，其特征在于，所述填充材料(122)的高度h1和所述纳米结构(121)的高度h2满足：
8.一种超透镜(100)的设计方法，用于设计权利要求1-7任一项所述的超透镜(100)，其特征在于，所述设计方法包括：
9.根据权利要求8所述的设计方法，其特征在于，所述对所述函...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜雯，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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