System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种超表面光学元件的相位优化方法、连续线激光投射模组技术_技高网

一种超表面光学元件的相位优化方法、连续线激光投射模组技术

技术编号:43885481 阅读:1 留言:0更新日期:2025-01-03 13:02
本申请涉及一种超表面光学元件的相位优化方法、连续线激光投射模组,属于光学元件技术领域,其包括如下步骤:S1、使用Zemax设计一个可以实现将近似平行入射的高斯平面波转化某一发射角的连续线激光的透镜,并将透镜的矢高转化为相位面性曲线;S2、使用FDTD做全波仿真得到一系列原子参数,选择其中的高透区域作为优化的初始目标单体;S3、根据公式求解出一定空间角度范围内所有周期下的单元;S4、从S1中的透镜中心向两边开始每隔2pi求解一组斜率ki,将ki的值与优化好的单元库进行匹配,直到完成整个透镜相位面型的填充。本申请通过算法优化使得纳米柱排布后的相位面型接近连续排布,实现连续线激光的投影。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学元件领域,特别涉及一种超表面光学元件的相位优化方法、连续线激光投射模组


技术介绍

1、线激光在三维扫描和测距等领域有广泛应用。传统方式实现对点激光向线激光的转化,需要通过柱透镜实现,其总长、结构尺寸不满足小型化的设计要求。在fov120°及以上的应用场景下,镜头体积、材质折射率、加工难度都存在着很大的挑战,需要做折中取舍。衍射光学元件(doe)有取代光学镜片的潜力,但衍射效率往往难以提升。doe实现大角度的线激光投影存在着分布不连续,亮度不均匀的问题。


技术实现思路

1、本申请提供了一种超表面光学元件的相位优化方法、连续线激光投射模组,以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

2、本申请实施例一方面提供一种超表面光学元件的相位优化方法,包括如下步骤:

3、s1、使用zemax设计一个可以实现将近似平行入射的高斯平面波转化某一发射角的连续线激光的透镜,并将透镜的矢高转化为相位面性曲线;

4、s2、使用fdtd做全波仿真得到一系列原子参数,选择其中的高透区域作为优化的初始目标单体;

5、s3、根据公式dsinθ=λ求解出一定空间角度范围内所有周期下的单元;

6、s4、从s1中的透镜中心向两边开始每隔2pi求解一组斜率ki,将ki的值与优化好的单元库进行匹配,直到完成整个透镜相位面型的填充。

7、在一可实施方式中,在0-2pi之间等间隔的取至少8阶的离散值,找到对应的纳米柱,作为初始单体。

8、在一可实施方式中,s2中,在0-2pi之间等间隔的取至少32阶的离散值,找到对应的纳米柱,作为初始单体。

9、在一可实施方式中,s3中,对单元内的参数优化,优化过程中保证每个单元的效率高于90%。

10、在一可实施方式中,在0到60°范围内以0.5°为间隔完成大单元的优化。

11、本申请实施例另一方面提供了一种连续线激光投射模组,包括光源、准直镜和超表面光学元件。

12、在一可实施方式中,所述超表面光学元件由透明基底和基底上的纳米柱组成。

13、在一可实施方式中,所述纳米柱的尺寸由相位分布和透过率曲线决定。

14、在一可实施方式中,所述纳米柱的尺寸在180-300nm之间。

15、在一可实施方式中,所述纳米柱的高度为740nm。

16、与现有技术相比,本申请具有如下优点:

17、1、本申请通过算法优化使得纳米柱排布后的相位面型接近连续排布,实现连续相位超表面的设计;

18、2、本申请利用优化的结果实现了连续性好的线激光投射,解决了doe器件相位调制不连续,导致最终投射的线激光不连续、不均匀的问题;

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【技术保护点】

1.一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于:S2中,在0-2pi之间等间隔的取至少8阶的离散值,找到对应的纳米柱,作为初始单体。

3.根据权利要求2所述的一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于:S2中,在0-2pi之间等间隔的取至少32阶的离散值,找到对应的纳米柱,作为初始单体。

4.根据权利要求1所述的一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于:S3中,对单元内的参数优化,优化过程中保证每个单元的效率高于90%。

5.根据权利要求4所述的一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于:在0到60°范围内以0.5°为间隔完成大单元的优化。

6.一种连续线激光投射模组,其特征在于:包括光源、准直镜和超表面光学元件。

7.根据权利要求6所述的一种连续线激光投射模组,其特征在于:所述超表面光学元件由透明基底和基底上的纳米柱组成。

8.根据权利要求7所述的一种连续线激光投射模组,其特征在于:所述纳米柱的尺寸由相位分布和透过率曲线决定。

9.根据权利要求8所述的一种连续线激光投射模组,其特征在于:所述纳米柱的尺寸在180-300nm之间。

10.根据权利要求8或9所述的一种连续线激光投射模组,其特征在于:所述纳米柱的高度为740nm。

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【技术特征摘要】

1.一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于:s2中,在0-2pi之间等间隔的取至少8阶的离散值,找到对应的纳米柱,作为初始单体。

3.根据权利要求2所述的一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于:s2中,在0-2pi之间等间隔的取至少32阶的离散值,找到对应的纳米柱,作为初始单体。

4.根据权利要求1所述的一种超表面光学元件的相位优化方法,其特征在于:s3中,对单元内的参数优化,优化过程中保证每个单元的效率高于90%。

5.根据权利要求4所述的一种超表面光学元件的相位优化方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚永兴姚建云程宇
申请(专利权)人:杭州纳境科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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