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公开(公告)号：CN112505808A
公开(公告)日：2021-03-16
申请号：CN202011448569.6
申请日：2020-12-09
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种长波红外宽带消色差超表面透镜，属于红外成像领域和微纳光子学领域，该超表面透镜中的超表面透镜单元按照四方晶格的形式周期性排列；超表面透镜单元由电介质衬底和位于电介质衬底中心的微结构组成，且微结构在电介质衬底上的投影图案是关于90°角旋转对称的图形；不同位置的微结构所引入的相位和相位色散满足和各位置处的微结构选取方式为：根据上述两个公式得到理论参数组合，通过带加权的一阶线性拟合得到各微结构所在单元的相位及对应的相位色散，记为实际参数组合，将各参数组合绘制在同一散点图中，选取与理论参数组合最接近的实际参数组合对应的微结构。本发明能够在长波红外波段内实现宽带消色差。
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公开(公告)号：CN115657303B
公开(公告)日：2025-01-03
申请号：CN202211218465.5
申请日：2022-10-06
Applicant: 华中科技大学 , 杭州海康威视数字技术股份有限公司
Abstract: 本发明公开了一种双级联超构透镜的设计方法及长波红外超构透镜成像系统，属于透镜与微纳光子学领域，方法包括：利用严格耦合波分析法，计算不同半径的柱状结构单元在长波红外特征波长入射时引入的相位突变、以及在长波红外的色散分布，得到多组半径‑相位突变‑色散分布，以组成柱状结构单元库；以令双级联超构透镜可对入射光线进行波前调控以及校正入射光线的高级像差为目标，确定超表面六方晶格周期阵列的目标相位分布；根据目标相位分布，以同一超表面中各六方晶格的色散分布一致性最高为目标，从选取的结果中确定每一六方晶格处柱状结构单元的半径。采用特殊的色散设计方式，使超构光学元件用于红外大口径成像应用领域。
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公开(公告)号：CN112505808B
公开(公告)日：2021-10-08
申请号：CN202011448569.6
申请日：2020-12-09
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种长波红外宽带消色差超表面透镜，属于红外成像领域和微纳光子学领域，该超表面透镜中的超表面透镜单元按照四方晶格的形式周期性排列；超表面透镜单元由电介质衬底和位于电介质衬底中心的微结构组成，且微结构在电介质衬底上的投影图案是关于90°角旋转对称的图形；不同位置的微结构所引入的相位和相位色散满足和各位置处的微结构选取方式为：根据上述两个公式得到理论参数组合，通过带加权的一阶线性拟合得到各微结构所在单元的相位及对应的相位色散，记为实际参数组合，将各参数组合绘制在同一散点图中，选取与理论参数组合最接近的实际参数组合对应的微结构。本发明能够在长波红外波段内实现宽带消色差。
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公开(公告)号：CN110568610B
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN201910770470.9
申请日：2019-08-20
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种静电式动态可调反射式变焦超表面透镜及其制备方法，属于动态可调超表面领域，包括：玻璃衬底、ITO薄膜、天线、空气间隙、支撑结构、氮化硅薄膜、硅框架和金背板；天线用于入射光相位调控；空气间隙用于提供金背板变形的空间，金背板的最大变形程度为空气间隙厚度的三分之一；支撑结构用于形成空气间隙；金背板作为正电极且ITO薄膜作为负电极构成静电式MEMS系统，金背板为活动电极，用于在电压的调控下实现不同程度的凸起形变；天线的几何参数根据超表面透镜所需初始焦距、入射光波长和广义斯涅耳定律获取；本发明可通过改变ITO薄膜和金背板之间的电压，调节静态超表面透镜焦距，使成品率上升。
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公开(公告)号：CN114025062A
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202111239416.5
申请日：2021-10-25
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种大口径红外超透镜相机，属于红外成像与微纳光子学技术领域，包括大口径超透镜、红外焦平面阵列探测器、超透镜机械组装件和外壳，大口径超透镜的口径大于50mm，厚度小于2mm，大口径超透镜与红外焦平面阵列探测器的距离大于30mm；超透镜机械组装件采用缓冲结构对超透镜进行固定、调节与抗震保护；外壳采用隔热涂层并密封处理，对镜头进行隔热与防水保护。本发明采用严格电磁场数值、衍射设计算法与大面积半导体工艺制备方法，将超透镜的口径提升至50mm以上，在保证超透镜F数满足图像信噪比的要求下，大大提高了相机的焦距与放大率，克服了以往超透镜相机焦距短、放大率小、成像距离不够的问题，能对中远距离物体进行探测成像。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110568610A
公开(公告)日：2019-12-13
申请号：CN201910770470.9
申请日：2019-08-20
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种静电式动态可调反射式变焦超表面透镜及其制备方法，属于动态可调超表面领域，包括：玻璃衬底、ITO薄膜、天线、空气间隙、支撑结构、氮化硅薄膜、硅框架和金背板；天线用于入射光相位调控；空气间隙用于提供金背板变形的空间，金背板的最大变形程度为空气间隙厚度的三分之一；支撑结构用于形成空气间隙；金背板作为正电极且ITO薄膜作为负电极构成静电式MEMS系统，金背板为活动电极，用于在电压的调控下实现不同程度的凸起形变；天线的几何参数根据超表面透镜所需初始焦距、入射光波长和广义斯涅耳定律获取；本发明可通过改变ITO薄膜和金背板之间的电压，调节静态超表面透镜焦距，使成品率上升。
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公开(公告)号：CN107340063A
公开(公告)日：2017-11-10
申请号：CN201710488564.8
申请日：2017-06-23
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种热探测器及其制备方法，该热探测器包括从上之下依次排列的微结构阵列、介质层、金属层、钝化层以及热敏电阻层，微结构阵列结构对入射光进行筛选并吸收具有窄带光谱的红外光，具有窄带光谱的红外光在谐振腔内谐振，经由金属层将携带有窄带光谱的红外光转化为携带有窄带光谱的红外光的强度的热信号，热敏电阻层将携带有窄带光谱的红外光的强度的热信号转化为携带有窄带光谱的红外光的强度的电阻信号，通过解调携带窄带光谱的红外光的强度信息的阻值信息获得窄带光谱的红外光强度信息。
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公开(公告)号：CN114025062B
公开(公告)日：2022-07-05
申请号：CN202111239416.5
申请日：2021-10-25
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种大口径红外超透镜相机，属于红外成像与微纳光子学技术领域，包括大口径超透镜、红外焦平面阵列探测器、超透镜机械组装件和外壳，大口径超透镜的口径大于50mm，厚度小于2mm，大口径超透镜与红外焦平面阵列探测器的距离大于30mm；超透镜机械组装件采用缓冲结构对超透镜进行固定、调节与抗震保护；外壳采用隔热涂层并密封处理，对镜头进行隔热与防水保护。本发明采用严格电磁场数值、衍射设计算法与大面积半导体工艺制备方法，将超透镜的口径提升至50mm以上，在保证超透镜F数满足图像信噪比的要求下，大大提高了相机的焦距与放大率，克服了以往超透镜相机焦距短、放大率小、成像距离不够的问题，能对中远距离物体进行探测成像。
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公开(公告)号：CN112859206A
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202110100783.0
申请日：2021-01-26
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种将高斯光整形成平顶光的全介质超透镜及其制备方法，属于激光光束整形领域，全介质超透镜包括：介质衬底层和超表面结构；超表面结构位于介质衬底层一侧表面上，包括多个超表面柱状结构单元，多个超表面柱状结构单元按照四方晶格周期阵列的方式排列，各超表面柱状结构单元的高度相同。基于高斯光、目标平顶光电场强度振幅分布、全介质超透镜输入面和输出面的电场强度分布对超透镜相位进行优化设计，根据优化设计后的相位设计并制备超透镜。超表面结构大大减小光束整形器件的体积，器件厚度可减小至百微米量级，无需增加其他元件，简化光束整形装置，降低装配精度要求，该超透镜具有相位调控精度高的优势，能够实现连续的相位调控。
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公开(公告)号：CN111380612A
公开(公告)日：2020-07-07
申请号：CN202010137402.1
申请日：2020-03-02
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种高光谱成像系统，包括：光谱扫描驱动组件，以及沿入射光方向依次放置的超表面透镜和CMOS探测器；其中，超表面透镜和CMOS探测器的中心点均位于光轴线上，且CMOS探测器的位置固定；光谱扫描驱动组件与超表面透镜的两端相连；本发明利用超表面透镜实现入射光线的轴向色散，由于超表面透镜的亚波长微结构具有高效调控能力，且通过扫描方式成像，可同时实现各光谱通道的衍射极限成像功能，相比实时快照式系统，数据处理简单，空间分辨率高。另外，由于CMOS探测器结构位置固定，利用便携的光谱扫描驱动组件对超表面透镜进行轴向移动，可实现各光谱分量的轴向扫描及共轴成像，显著提高了系统的成像质量和光谱线性度。
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