[发明专利]部分刻蚀的相变光学元件

摘要

一种光学元件(透射式或反射式)，包括透射层，该透射层包括两种不同的光学介质，这两种不同的光学介质被布置在沿着层布置的离散块之中。该离散块被布置成接近所期望的相位函数(通常取2π模数)并且该离散块小于工作波长，以便提供所需要的相位延迟的范围以充分地接近所期望的相位函数。

主权项

一种光学元件，包括透射层，所述透射层包括第一光学介质和第二光学介质，其中：(a)所述第一光学介质和所述第二光学介质在包括设计真空波长λ0的工作波长范围之上是基本透明的，并且所述第一光学介质和所述第二光学介质分别由不同的依赖于波长的第一体积折射率n1(λ)和第二体积折射率n2(λ)来表征，并且所述第一光学介质包括基本上是固体的材料；(b)所述第一光学介质和所述第二光学介质被布置在所述层内作为连续多个离散块，所述连续多个离散块包括具有小于λ0的最大横向尺寸的多个块的子集，其中，每个离散块包括所述第一光学介质或所述第二光学介质，但不同时包括这两者；(c)将所述连续多个离散块布置成使得：(i)所述透射层的任何给定的单连通样本块仅包括所述第一光学介质，或者仅包括所述第二光学介质，或者包括两个或两个以上所述离散块的至少一部分的所述第一光学介质和所述第二光学介质两者，所述样本块具有约等于λ0的横向尺寸并且通过所述透射层从第一表面延伸至所述透射层的第二表面，以及(ii)从所述透射层的所述第一表面基本上垂直延伸至所述透射层的第二表面的任何直线路径仅穿过所述第一光学介质，或者仅穿过所述第二光学介质，或者仅穿过每一所述第一光学介质和所述第二光学介质的一个离散块；(d)所述多个离散块分布在所述透射层上，使得在沿着所述透射层的所述第一表面具有约等于λ0的最大横向尺寸的采样区域上取平均的、随沿着所述透射层的所述第一表面的二维位置坐标x和y而变化的(2π/λ0)·(n1(λ0)·d1(x,y)+n2(λ0)·d2(x,y))基本等于指定的依赖于位置的有效相变函数或者基本等于其中，(i)d1(x,y)和d2(x,y)分别是沿着经过给定位置(x,y)的所述直线路径穿过所述第一光学介质和所述第二光学介质的局部距离，以及(ii)随x和y两者而变化；以及(e)所述光学元件在结构上被布置成接收入射到透射区域中所述第一表面上的光信号，并且透射或反射至少一部分所述入射光信号，所述至少一部分入射光信号基本上根据所述有效相变函数来变换。