[发明专利]超透镜和包括超透镜的光学装置

权利要求书

1.一种超透镜，包括：

第一超表面，所述第一超表面包括以第一形状分布进行分布的多个第一纳米结构；以及

第二超表面，所述第二超表面包括多个第二纳米结构，所述多个第二纳米结构与所述第一超表面间隔开比预定波段的中心波长大的距离并且以第二形状分布进行分布，

其中，所述超透镜针对预定波段中的光表现出色差。

2.根据权利要求1所述的超透镜，其中，所述第一形状分布被限定为使得用于通过所述第一超表面对入射光的相位进行延迟的函数φ₁被表示为针对距所述第一超表面的中心的距离r的φ₁(r)＝ar²。

3.根据权利要求2所述的超透镜，其中，所述第一形状分布被确定为使得所述第一超表面针对所述预定波段中的不同波长的光表现出实质上相同的函数φ₁。

4.根据权利要求2所述的超透镜，其中，所述第二形状分布被限定为使得用于通过所述第二超表面对入射光的相位进行延迟的函数φ₂被表示为针对距所述第二超表面的中心的距离r的φ₂(r)＝br²(b≠a)。

5.根据权利要求4所述的超透镜，其中，所述第二形状分布被确定为使得所述第二超表面针对所述预定波段中的不同波长的光表现出实质上相同的函数φ₂。

6.根据权利要求1所述的超透镜，其中，对于所述中心波长的光，所述第一超表面和所述第二超表面具有符号相反的屈光力。

7.根据权利要求1所述的超透镜，其中，所述第一超表面相对于所述中心波长的光的焦距f₁、所述第二超表面相对于所述中心波长的光的焦距f₂、以及所述第一超表面与所述第二超表面之间的距离d被设置为使得所述超透镜相对于所述中心波长的光的屈光力实质上为零。

8.根据权利要求1所述的超透镜，其中，所述第一超表面与所述第二超表面之间的距离大于所述中心波长的5倍。

9.根据权利要求1所述的超透镜，其中，所述预定波段被包括在从可见光到红外线的波段中。

10.根据权利要求1所述的超透镜，其中，所述第一纳米结构和所述第二纳米结构具有对高度和宽度进行限定的柱形状。

11.根据权利要求10所述的超透镜，其中，所述第一纳米结构和所述第二纳米结构的宽度小于所述中心波长。

12.根据权利要求10所述的超透镜，其中，所述第一纳米结构和所述第二纳米结构的高度是所述中心波长的1/2或更大。

13.根据权利要求1所述的超透镜，还包括具有彼此面对的第一表面和第二表面的基件，

其中，所述多个第一纳米结构被布置在所述第一表面上，

其中，所述多个第二纳米结构被布置在所述第二表面上。

14.根据权利要求13所述的超透镜，还包括：

第一保护层，所述第一保护层被构造为覆盖所述多个第一纳米结构并且包括具有比所述多个第一纳米结构的折射率小的折射率的材料；以及

第二保护层，所述第二保护层被构造为覆盖所述多个第二纳米结构并且包括具有比所述多个第二纳米结构的折射率小的折射率的材料。

15.根据权利要求14所述的超透镜，其中，所述第一保护层和所述第二保护层中的至少一项具有曲面。

16.根据权利要求15所述的超透镜，其中，所述第一保护层和所述第二保护层中的一项具有凸曲面，并且另一项具有凹曲面。