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公开(公告)号：CN117111318A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311142998.4
申请日：2023-09-06
申请人： 华中科技大学 , 深圳华中科技大学研究院
摘要： 本发明公开了一种激光整形耦合光学系统及设计方法。激光整形耦合光学系统，包括：沿光轴依次设置的激光发射器、折射透镜、超表面透镜和光纤；折射透镜用于汇聚激光发射器发射的激光得到入射激光；超表面透镜用于将汇聚后的入射激光进行整形耦合后形成出射光束，出射光束被光纤接收；超表面透镜包括介质衬底层和柱状微结构阵列，柱状微结构阵列由多个柱状微结构单元周期阵列排列而成；柱状微结构单元的相位分布方式使得出射光束的数值孔径与光纤的数值孔径相匹配，且出射光束的点列图均方根半径小于光纤芯径的一半。实现了对激光的整形以及与目标光纤的高效耦合，同时光学系统结构简单，使用范围广泛，适用于各种激光器的激光耦合。
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公开(公告)号：CN117170063A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202311116347.8
申请日：2023-08-31
申请人： 华中科技大学 , 深圳华中科技大学研究院
IPC分类号： G02B13/00
摘要： 本发明公开了一种可见光波段的折超混合消色差光学系统。该系统包括：透镜组、两片单面超表面透镜和可见光焦平面探测器；透镜组的多个球面透镜沿光轴设置于单面超表面透镜的两侧，对入射光的初级像差进行校正并对光线进行聚焦后出射；单面超表面透镜包括：介质衬底层和柱状微结构阵列；柱状微结构单元的高度介于可见光波长量级，直径介于亚波长量级；单面超表面透镜对入射光的高级像差进行校正后出射；单面超表面透镜的光焦度与透镜组的光焦度满足： 可见光焦平面探测器沿光轴设置于透镜组的出射光一侧，用于对聚焦后的可见光实现探测成像。实现光学系统的紧凑化与轻型化，可见光波段入射光色差的消除，保证光学成像质量。
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公开(公告)号：CN220730539U
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202322412598.2
申请日：2023-09-06
申请人： 华中科技大学 , 深圳华中科技大学研究院
摘要： 本实用新型公开了一种激光整形耦合光学系统。激光整形耦合光学系统，包括：沿光轴依次设置的激光发射器、折射透镜、超表面透镜和光纤；折射透镜用于汇聚激光发射器发射的激光得到入射激光；超表面透镜用于将汇聚后的入射激光进行整形耦合后形成出射光束，出射光束被光纤接收；超表面透镜包括介质衬底层和柱状微结构阵列，柱状微结构阵列由多个柱状微结构单元周期阵列排列而成；柱状微结构单元的相位分布方式使得出射光束的数值孔径与光纤的数值孔径相匹配，且出射光束的点列图均方根半径小于光纤芯径的一半。实现了对激光的整形以及与目标光纤的高效耦合，同时光学系统结构简单，使用范围广泛，适用于各种激光器的激光耦合。
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公开(公告)号：CN220961977U
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202322362141.5
申请日：2023-08-31
申请人： 华中科技大学 , 深圳华中科技大学研究院
IPC分类号： G02B13/00
摘要： 本实用新型公开了一种可见光波段的折超混合消色差光学系统。该系统包括：透镜组、两片单面超表面透镜和可见光焦平面探测器；透镜组的多个球面透镜沿光轴设置于单面超表面透镜的两侧，对入射光的初级像差进行校正并对光线进行聚焦后出射；单面超表面透镜包括：介质衬底层和柱状微结构阵列；柱状微结构单元的高度介于可见光波长量级，直径介于亚波长量级；单面超表面透镜对入射光的高级像差进行校正后出射；单面超表面透镜的光焦度#imgabs0#与透镜组的光焦度#imgabs1#满足：#imgabs2#可见光焦平面探测器沿光轴设置于透镜组的出射光一侧，用于对聚焦后的可见光实现探测成像。实现光学系统的紧凑化与轻型化，可见光波段入射光色差的消除，保证光学成像质量。
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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
申请人： 华中科技大学
摘要： 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：CN117741839A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311456490.1
申请日：2023-11-03
摘要： 本发明属于超透镜仿真设计领域，涉及一种多台阶结构与纳米结构混合集成的超透镜及其设计方法、加工方法。所述混合集成超透镜包括：多台阶结构和纳米结构；其中多台阶结构包括：多个对入射光线的相位进行改变的相位设计阶梯，多个相位设计阶梯中相邻的相位设计阶梯之间的高度不同；相位设计阶梯的高度与混合集成超透镜实现的功能相关；纳米结构设置在与多台阶结构同一基底的另一面上。本发明中混合集成超透镜的多台阶结构和纳米结构设置在同一基底的两个不同的面上，两个面的加工工艺可以分开进行互不影响。本发明设置在平面上的纳米结构刻蚀深度更均匀，精度更高，同时有更高的排布自由度，相位调控能力更强。
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公开(公告)号：CN115657303A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211218465.5
申请日：2022-10-06
申请人： 华中科技大学 , 杭州海康威视数字技术股份有限公司
摘要： 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：CN114025062B
公开(公告)日：2022-07-05
申请号：CN202111239416.5
申请日：2021-10-25
申请人： 华中科技大学
摘要： 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：CN118191982A
公开(公告)日：2024-06-14
申请号：CN202410475129.1
申请日：2024-04-19
摘要： 本发明公开了一种超表面透镜及制造方法、红外折超混合量子点相机，属于红外成像与微纳光子学技术领域，包括沿光轴依次设置的透镜、超表面透镜、量子点红外探测器以及光学镜头组装件；超表面透镜采用键合工艺，提升超表面厚度以及其能承受的机械应力。本发明仅采用双片式简单光学结构，实现了光学系统的简单化，使用范围广泛，同时保证了光学系统在红外波段的成像质量，并将光学系统与量子点红外探测器结合，组成红外量子点相机。
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公开(公告)号：CN117538968A
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202311731063.X
申请日：2023-12-15
摘要： 本发明公开了一种将高斯光整形为平行均匀光的超表面透镜及设计方法，属于激光技术领域。超表面透镜包括介质衬底层和超表面微结构；超表面微结构包括分别分布于所述介质衬底层两侧的第一超表面和第二超表面，均由多个柱状微结构单元周期排列而成；基于高斯光和目标平行均匀光的辐照度分布对超表面透镜的柱状微结构单元的分布方式进行优化设计，使得出射光束与光轴平行且在目标范围内均匀分布。实现了对激光的整形并获得目标光束，同时光学系统结构简单，使用范围广泛，适用于多种激光器的激光整形。
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