【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设计包括光学元结构(metastructure)的器件。
技术介绍
1、高级光学元件可以包括超表面，超表面是指具有被排列为以特定方式与光相互作用的分布式小结构(例如，超原子)的表面。例如，也可以被称为元结构的超表面可以是具有纳米结构的分布式阵列的表面。纳米结构可以单独地或共同地与光波相互作用。例如，纳米结构或其他超原子可以改变入射光波的局部振幅、局部相位或这两者。
2、在超表面的超原子(例如，纳米结构)处于特定排列时，超表面可以用作光学元件，诸如透镜、透镜阵列、分束器、漫射器、偏振器、带通滤波器或其他光学元件等。在一些实例中，超表面可以进行传统上由折射和/或衍射光学元件进行的光学功能。在一些情况下，超原子可以排列成图案，使得元结构例如用作透镜、光栅耦合器或其他光学元件。在其他实例中，超原子不需要排列成图案，并且元结构例如可以用作扇出光栅、漫射器或其他光学元件。在一些实现中，超表面可以进行其他功能，这些其他功能包括偏振控制、负折射率透射、束偏转、涡旋生成、偏振转换、光学滤波和等离子体光学功能。
技术实现思路
1、本专利技术描述用于设计提供指定的光学功能的光学元结构的技术。
2、在一方面，例如，一种方法可以包括：确定用于元结构设计的相位函数以针对指定的工作波长产生特定光学效应。该方法还可以包括：针对元结构设计的晶胞(unit cell)进行相位缠绕操作，使得各晶胞的如此得到的径向尺寸落在与工作波长处的相移的预定范围相对应的范围内。针对元结构设计的各角度
3、根据本专利技术的设备可以包括：具有由晶胞构成的光学元结构的器件，晶胞各自具有由该晶胞的超原子的形状和面积以及由所述超原子在该晶胞内的排列限定的相应晶胞设计。所述元结构的第一区域包括包含晶胞的子集的相邻的多个晶胞。所述多个晶胞中的在所述第一区域中但不在所述子集中的一个或多于一个晶胞各自的相应晶胞设计是基于所述子集中的晶胞的相应晶胞设计的相应插值晶胞设计。
4、一些实现包括以下特征中的一个或多于一个。例如，所述第一区域中的相邻的多个晶胞可以包括第一端点晶胞、第二端点晶胞、以及布置在所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞之间的一个或多于一个中间晶胞，其中，所述第一区域中的晶胞的子集由所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞组成。在一些情况下，所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞具有彼此相同的拓扑结构。在一些实例中，所述第一区域中的所述中间晶胞各自具有与所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞相同的拓扑结构。
5、在一些实现中，所述第一区域中的相邻的多个晶胞包括内侧晶胞、外侧晶胞、以及布置在所述内侧晶胞和所述外侧晶胞之间的一个或多于一个中间晶胞，其中，所述内侧晶胞比所述内侧晶胞离所述元结构的外周更远，以及其中，所述第一区域中的晶胞的子集由所述内侧晶胞和所述外侧晶胞组成。所述内侧晶胞和所述外侧晶胞可以具有彼此相同的拓扑结构。在一些情况下，所述第一区域中的所述中间晶胞各自具有与所述内侧晶胞和所述外侧晶胞相同的拓扑结构。
6、在一些实现中，所述多个晶胞中的在所述第一区域中但不在所述子集中的一个或多于一个晶胞各自的相应晶胞设计是基于所述子集中的晶胞的相应晶胞设计的相应图像变形版本。在一些实例中，所述晶胞的子集由两个晶胞组成。
7、在一些实现中，相邻的多个晶胞在所述元结构的相同角度区域中。在一些情况下，各晶胞在角度方向上的横向尺寸小于所述元结构的工作波长λ。
8、在一些实现中，所述元结构的第二区域包括包含晶胞的第二子集的相邻的第二多个晶胞。在一些实例中，所述第二多个晶胞中的在所述第二区域中但不在所述第二子集中的一个或多于一个晶胞各自的相应晶胞设计是基于所述第二子集中的晶胞的相应晶胞设计的相应插值晶胞设计。在一些情况下，第一多个晶胞中的晶胞具有第一拓扑结构，其中，所述第二多个晶胞中的晶胞具有第二拓扑结构，以及其中，所述第二拓扑结构不同于所述第一拓扑结构。
9、本专利技术还描述了包括具有元结构的光学器件的模块。这些模块可以包括光发射和/或光感测组件。(一个或多于一个)元结构可被布置成与发射或入射光波相交，并且在该发射或入射光波穿过元结构时，修改该发射或入射光波的一个或多于一个特性(例如，相位、振幅、角度等)。
10、通过以下的详细说明、附图和权利要求书，其他方面、特征和优点将显而易见。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一区域中的相邻的多个晶胞包括第一端点晶胞、第二端点晶胞、以及布置在所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞之间的一个或多于一个中间晶胞，以及其中，所述第一区域中的晶胞的子集由所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞组成。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞具有彼此相同的拓扑结构。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一区域中的所述中间晶胞各自具有与所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞相同的拓扑结构。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的设备，其中，所述一个或多于一个中间晶胞包括多个中间晶胞。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一区域中的相邻的多个晶胞包括内侧晶胞、外侧晶胞、以及布置在所述内侧晶胞和所述外侧晶胞之间的一个或多于一个中间晶胞，其中，所述内侧晶胞比所述内侧晶胞离所述元结构的外周更远，以及其中，所述第一区域中的晶胞的子集由所述内侧晶胞和所述外侧晶胞组成。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述内侧晶胞
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一区域中的所述中间晶胞各自具有与所述内侧晶胞和所述外侧晶胞相同的拓扑结构。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备，其中，所述一个或多于一个中间晶胞包括多个中间晶胞。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述多个晶胞中的在所述第一区域中但不在所述子集中的一个或多于一个晶胞各自的相应晶胞设计是基于所述子集中的晶胞的相应晶胞设计的相应图像变形版本。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其中，所述晶胞的子集由两个晶胞组成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其中，相邻的多个晶胞在所述元结构的相同角度区域中。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，各晶胞在角度方向上的横向尺寸小于所述元结构的工作波长λ。
14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述元结构的第二区域包括包含晶胞的第二子集的相邻的第二多个晶胞，
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述第一多个晶胞中的晶胞具有第一拓扑结构，其中，所述第二多个晶胞中的晶胞具有第二拓扑结构，以及其中，所述第二拓扑结构不同于所述第一拓扑结构。
16.一种模块，包括：
17.根据权利要求16所述的模块，其中，所述光发射组件包括发光二极管、激光二极管和垂直腔面发射激光器中的至少一个。
18.一种模块，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种设备，包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一区域中的相邻的多个晶胞包括第一端点晶胞、第二端点晶胞、以及布置在所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞之间的一个或多于一个中间晶胞，以及其中，所述第一区域中的晶胞的子集由所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞组成。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞具有彼此相同的拓扑结构。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一区域中的所述中间晶胞各自具有与所述第一端点晶胞和所述第二端点晶胞相同的拓扑结构。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的设备，其中，所述一个或多于一个中间晶胞包括多个中间晶胞。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一区域中的相邻的多个晶胞包括内侧晶胞、外侧晶胞、以及布置在所述内侧晶胞和所述外侧晶胞之间的一个或多于一个中间晶胞，其中，所述内侧晶胞比所述内侧晶胞离所述元结构的外周更远，以及其中，所述第一区域中的晶胞的子集由所述内侧晶胞和所述外侧晶胞组成。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述内侧晶胞和所述外侧晶胞具有彼此相同的拓扑结构。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一区域中的所述中间晶胞各自具有与所述内侧晶胞和所述外侧晶胞相同...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·叶列辛，J·赛彻，V·E·约翰森，
申请(专利权)人：尼尔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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