[发明专利]用于调控装置的超表面透镜

说明书

本发明涉及一种用于调控装置的超表面透镜，超表面透镜可切分为外部尺寸相同的多个十字型单元，多个十字型单元同向排列以组成圆形或多边形的一体式平面网状结构；十字型单元包括十字型架及设置于十字型架中央的矩形块，十字型架与矩形块的厚度相等；十字型架的几何中心点与矩形块的几何中心点重合。本发明的超表面透镜可基于以十字型单元作为基本单元所组成的平面网状结构，可用于对毫米波、太赫兹波段的电磁波进行波前调控，相比于传统的毫米波或太赫兹波透镜体积大幅减小，具有很高的振幅透射比及调控效率，且不存在球差，可满足小型化的调控装置的使用需求，解决了传统透镜所存在的存在球差且无法应用于小型化调控装置中的问题。

技术领域

本发明涉及光学设备的技术领域，尤其涉及一种用于调控装置的超表面透镜。

背景技术

传统的电磁调控器件基于特定材料及该材料的物理几何形状设计得到透镜，以使得穿过透镜的电磁波的相位及振幅等光学特性发生改变，也即是对穿过透镜的电磁波进行波前调控，从而得到满足所需光学特性要求的可用于调控装置的透镜。在毫米波、太赫兹波段，传统透镜如玻璃凸透镜、玻璃凹透镜等在使用过程中存在固有缺陷，传统透镜的体积较大，且由于传统透镜存在球差现象，导致聚焦等调控效果不佳，随着调控装置逐步向小型化发展，传统透镜无法应用于小型化、集成化的调控装置中。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于调控装置的超表面透镜，旨在解决现有技术方法的透镜所存在的存在球差且无法应用于小型化调控装置中的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种超表面透镜，其中，所述超表面透镜可切分为外部尺寸相同的多个十字型单元，多个十字型单元同向排列以组成圆形或多边形的一体式平面网状结构；

所述十字型单元包括十字型架及设置于所述十字型架中央的矩形块，所述十字型架与所述矩形块的厚度相等；所述十字型架的几何中心点与所述矩形块的几何中心点重合；

所述十字型架包括水平支臂和垂直支臂，所述水平支臂与所述垂直支臂的长度及宽度均相等。

所述的超表面透镜，其中，所述矩形块的纵向中线与所述十字型架的纵向中线之间的夹角为0-40°。

所述的超表面透镜，其中，所述水平支臂的长度不大于电磁波的波长，所述电磁波的波长为0.03-10mm。

所述的超表面透镜，其中，所述水平支臂的宽度与所述水平支臂的长度之间的比值不大于0.15。

所述的超表面透镜，其中，所述超表面透镜的厚度与所述水平支臂的长度之间的比值不小于0.9。

所述的超表面透镜，其中，所述矩形块的纵向边的长度小于所述水平支臂的长度，其纵向边的长度大于所述水平支臂的宽度。

所述的超表面透镜，其中，所述矩形块的横向边的长度小于所述水平支臂的长度，其横向边的长度不小于所述水平支臂的宽度。

所述的超表面透镜，其中，所述超表面透镜的厚度与所述水平支臂的长度之间的比值为1.8。

一种调控装置，其中，所述调控装置包含上述的超表面透镜。

与现有的技术相比，本发明具有以下突出优点和效果：在十字型架中央设置矩形块以得到十字型单元，通过多个十字型单元同向排列以组成圆形或多边形的具有一体式平面网状结构的超表面透镜。本发明的超表面透镜可基于以十字型单元作为基本单元所组成的平面网状结构，可用于对毫米波、太赫兹波段的电磁波进行波前调控，相比于传统的毫米波或太赫兹波透镜体积大幅减小，具有很高的振幅透射比及调控效率，且不存在球差，可满足小型化的调控装置的使用需求，解决了传统透镜所存在的存在球差且无法应用于小型化调控装置中的问题。

附图说明

图1为本发明的用于调控装置的超表面透镜的整体结构图；