[发明专利]平面光学元件及其设计方法

权利要求书

1.一种平面光学元件，用于全波段的光束整形，其特征在于，所述平面光学元件包括：

基底；

金属膜，设置在所述基底上，所述金属膜具有二维天线微阵列结构，所述二维天线微阵列包含多个天线阵元。

2.根据权利要求1所述的平面光学元件，其特征在于，所述平面光学元件用于实现球透镜、球面镜、柱透镜或柱面镜的光束整形。

3.根据权利要求1所述的平面光学元件，其特征在于，所述基底的材料采用对所用光波段透明的材料。

4.根据权利要求1所述的平面光学元件，其特征在于，所述金属膜的材质为良导体。

5.根据权利要求1和4所述的平面光学元件，其特征在于，所述天线阵元为狭缝，相邻的所述狭缝之间为所述良导体；或者所述天线阵元由所述良导体制成，相邻的所述天线阵元之间为空气。

6.根据权利要求1所述的平面光学元件，其特征在于，所述天线阵元为“V”字型结构或具有开口的矩形结构。

7.一种平面光学元件的设计方法，用于设计对全波段光束整形的平面光学元件，其特征在于，所述方法包括：

设计一组具有确定离散相位的结构；

以所述一组具有确定离散相位的结构为阵元，设计二维天线微阵列；

由基底和具有所述二维天线微阵列结构的金属膜组成所述平面光学元件。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设计一组具有确定离散相位的结构的步骤具体为，根据入射光的波长、偏振方向和所述天线的固定结构参数设计所述天线的可变结构参数，并根据预设辐射场的特性挑选出适合的结构。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一组具有确定离散相位的结构激发的辐射场具有与入射光的偏振方向垂直的偏振态，具有等振幅和等相位间隔。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述以所述一组具有确定离散相位的结构为阵元，设计二维天线微阵列的步骤具体为，预设所述平面光学元件的类型和相关参数，预置所述二维天线微阵列的形状和大小，设计所述二维天线微阵列的排布。