[发明专利]用于亚波长分辨率成像的超透镜

权利要求书

1.一种具有相位分布的超透镜，包括：

基板；和

设置在基板上的多个纳米结构，其中所述纳米结构中的每个个体纳米结构赋予根据该个体纳米结构在基板上的位置而变化的光相移，并且纳米结构的光相移限定超透镜的相位分布。

2.如权利要求1所述的超透镜，其中所述纳米结构中的每个个体纳米结构的光相移取决于该单独纳米结构在基板上的位置以及该个体纳米结构的尺寸或朝向。

3.如权利要求1所述的超透镜，其中纳米结构是高纵横比的纳米结构。

4.如权利要求1所述的超透镜，其中纳米结构包括纳米鳍，并且所述纳米鳍中的每个个体纳米鳍的光相移取决于该个体纳米鳍在基板上的位置和该单独纳米鳍的朝向。

5.如权利要求4所述的超透镜，其中个体纳米鳍位于基板的x-y平面中的(x，y)坐标处，该个体纳米鳍相对于x-y平面中的轴旋转一个角度，并且该个体纳米鳍的角度θ_nf(x，y)由定，其中λ_d是超透镜的设计波长并且f是超透镜的设计焦点。

6.如权利要求5所述的超透镜，其中超透镜的相位分布是无穷远校正的透镜相位分布。

7.如权利要求4所述的超透镜，其中每个纳米鳍具有纵横比为至少大约2:1的矩形截面。

8.如权利要求4所述的超透镜，其中每个纳米鳍由高指数电介质形成，该指数大于大约2。

9.如权利要求8所述的超透镜，其中电介质是二氧化钛。

10.如权利要求4所述的超透镜，其中超透镜的数值孔径小于或等于0.8。

11.如权利要求4所述的超透镜，其中对于可见光谱波长，超透镜具有大于大约50％的聚焦效率。

12.如权利要求4所述的超透镜，其中超透镜被配置为解析具有大约的亚波长间隙的特征，其中λ是超透镜的设计波长并且NA是超透镜的数值孔径。

13.如权利要求1所述的超透镜，其中纳米结构包括纳米柱，并且所述纳米柱中的每个个体纳米柱的光相移取决于该个体纳米柱在基板上的位置和该个体纳米柱的尺寸。

14.如权利要求13所述的超透镜，其中所述纳米柱中的每个个体纳米柱的光相移是

其中λ_d是超透镜的设计波长并且f是超透镜的设计焦距。

15.如权利要求13所述的超透镜，其中通过调整个体纳米柱的直径来实现个体纳米柱的光相移。

16.如权利要求13所述的超透镜，其中个体纳米柱的高度大于超透镜的设计波长。

17.如权利要求13所述的超透镜，其中基板上的纳米柱的单胞尺寸U满足的准则，其中λ是超透镜的设计波长并且NA是超透镜的设计数值孔径。

18.一种超透镜，包括：

基板；和

设置在基板上的多个纳米结构，其中所述纳米结构中的每个个体纳米结构赋予根据该个体纳米结构在基板上的位置和该个体纳米结构的至少一个性质而变化的相位分布。

19.如权利要求18所述的超透镜，其中通过改变纳米结构的朝向、纳米结构的尺寸、纳米结构的纵横比、纳米结构的材料、纳米结构的空间布置、纳米结构的形状或者其两个或更多个的组合来实现变化的纳米结构的相位分布。