[发明专利]超透镜和包括超透镜的光学装置

说明书

一种超透镜，包括：第一透镜表面；以及面对所述第一透镜表面的第二透镜表面，其中，所述第一透镜表面和所述第二透镜表面中的至少一个是包括具有亚波长尺寸的多个纳米结构的超表面。在所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的至少一些区域中，所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的根据位置使入射光偏转的趋势彼此相反，因此，可以校正色差并且可以尽可能地减少几何像差的产生。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年10月8日在美国知识产权局递交的美国临时申请No.62/912,143和2020年6月26日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2020-0078818的权益，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及超透镜和包括超透镜的光学装置。

背景技术

成像装置包括用于校正几何像差和色差的多个透镜。通常，将具有负屈光力的透镜用于校正色差，然而，透镜会产生几何像差。可以将非球面透镜用于校正几何像差，但是非球面透镜的屈光力会影响色差。

因此，需要大量的透镜来同时校正各种像差。通过使用曲率来调整屈光力的折射透镜的厚度随着曲率的减小而迅速增大，因此，难以实现对各种像差进行校正的薄的光学系统。

由此，已经研究了通过使用光滑且薄的基于超表面的透镜来控制各种像差的方法。

发明内容

提供一种能够针对多波段的光实现期望的屈光力和色差的超透镜。

将在随后的描述中部分地阐述附加的方面，并且所述附加的方面将部分地通过该描述而变得清楚或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。

根据实施例的一方面，一种超透镜，包括：第一透镜表面；以及面对所述第一透镜表面的第二透镜表面，其中，所述第一透镜表面和所述第二透镜表面中的至少一个是包括具有亚波长尺寸的多个纳米结构的超表面，并且在所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的至少一些区域中，所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的根据位置使入射光偏转的趋势彼此相反。

所述至少一些区域可以包括：从所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的中心到所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的各自有效直径的一半的区域。

所述第一透镜表面使入射光在朝着光轴的方向上偏转，并且偏转角的大小从所述第一透镜表面的中心沿其半径方向逐渐增大，并且所述第二透镜表面使入射光在远离所述光轴的方向上偏转，并且偏转角的大小从所述第二透镜表面的中心沿其半径方向逐渐增大。

在所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的两个相对位置处，所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的使入射光偏转的方向可以相对于光轴的方向彼此相反。

在所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的两个相对位置处，所述第一透镜表面和所述第二透镜表面的使入射光偏转的角度之间的差可以在从大约-30°到大约30°的范围内。

所述第一透镜表面和所述第二透镜表面可以被设置为使得所述超透镜：对于绿色波段的光实质上不具有屈光力，对于红色波段的光具有正屈光力，以及对于蓝色波段的光具有负屈光力。

相对于所述超透镜的工作波段的中心波长λ₀，所述第一透镜表面和所述第二透镜表面之间的距离可以大于100λ₀并且小于1000λ₀。

所述第一透镜表面可以是第一超表面，所述第一超表面包括以第一形状分布布置的多个第一纳米结构，并且所述第二透镜表面可以是第二超表面，所述第二超表面包括以不同于所述第一形状分布的第二形状分布布置的多个第二纳米结构。

所述第一超表面可以具有正屈光力，并且所述第二超表面可以具有负屈光力。

所述超透镜可以具有基于一个基件的整体结构。