CN114624878B 光学系统设计的方法及装置 （深圳迈塔兰斯科技有限公司）

道上合社区33区大宝路83号美生慧谷US2019142577A1,2019.05.16本申请提供了一种光学系统设计方法及装2步骤S3，对所述理论结构参数中超透镜的相位进行离散化处步骤S401，将超透镜表面的纳米结构的离散相位根据超结构单元大小和排列方式插步骤S402，针对W工作波长、M个视场进行第w个视场下的光场传播至焦点区域进行仿步骤S5，基于满足设计要求的像质评价指标得到3i和bi均为所述步骤S3得到的相位系数，r为超透镜表面的中心到任米结构采用最小化加权误差的优化算法或平4或基于不满足设计要求的像质评价指标重复选取模块(301)，被配置为根据理论结构参数中超透镜上纳米结构在不同波长下的所等效模块(401)，被配置为将超透镜表面上纳米结构的离散相位根据超结构单元大小仿真计算模块(402)，被配置为针对W工作波长、M个视场进行第w个以及存储在所述存储器(2250)上并可在所述所述收发器(2230)、所述存储器(2250)和所述处理器(2220)通过所述总线(2210)相56[0002]超透镜是超表面的一种具体应用，通过其上阵列排布的纳米结构对入射光的振传统的光学系统设计方法难以应用于超透镜和折射透镜混合的光学系[0005]为解决现有光学系统设计方法难以应用于折-超混合系统的技术问题，本申请实[0022]步骤S301，根据所述理论结构参数中超透镜上纳米结构在不同波长下的所需相7i与nr分别为入射介质与折射介质的折射率，θi与θr分别为入射角与折射8i与nr分别为入射介质与折射介质的折射率，θi与θr分别为入射角与折射0[0051]可选地，所述步骤S4中进行仿真包括通过瑞利-索末菲衍射公式、菲涅尔衍射公[0064]第二优化模块，被配置为基于满足设计要求的像质评价指标或基于不满足设计要求的像质评价指标重复9[0083]图4示出了本申请实施例所提供的光学系统设计方法中基于光线追迹对初始结构[0084]图5示出了本申请实施例所提供的光学系统设计方法中对理论结构参数中进行离[0085]图6示出了本申请实施例所提供的光学系统设计方法中基于离散相位进行光场传[0086]图7示出了本申请实施例所提供的光学系统设计方法中基于仿真结果获得像质评[0088]图9示出了本申请实施例所提供的纳米环柱结构的直径、波长及相位调制的关系[0090]图11示出了本申请实施例所提供的光学系统设计方法基于光线追迹所得的一种[0091]图12示出了本申请实施例所提供的一种可选的光学系统中ML1在8μm波长下的实[0092]图13示出了本申请实施例所提供的一种可选的光学系统中ML1在10μm波长下的实[0093]图14示出了本申请实施例所提供的一种可选的光学系统中ML1在12μm波长下的实[0094]图15示出了本申请实施例所提供的一种可选的光学系统中ML2在8μm波长下的实[0095]图16示出了本申请实施例所提供的一种可选的光学系统中ML2在10μm波长下的实[0096]图17示出了本申请实施例所提供的一种可选的光学系统中ML2在12μm波长下的实[0098]图19示出了本申请实施例所提供的一种可选的光学系统中0.5视场的点扩散函[0100]图21示出了本申请实施例所提供的一种可选的光学系统中所有视场的调制传递[0108]上述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读存储介质的任意组程序指令通过计算机或其他可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或方框图中[0113]也可以将这些计算机可读程序指令存储在能使得计算机或其他可编程数据处理基底和纳米结构数据库。例如，折射透镜和超透镜的材料对工作波段的透过率大于等于透镜和超透镜的材料在工作波段的消光系数小于或等于0.1。最后确定初始结构中使用的采用初始结构参数的光学系统焦平面上各个视场所追迹的光线在此视场内形成的能量包[0132]通过纳米结构数据库将步骤S3中优化得到的超透镜相位离散化。对于多数折-超[0152]在一种可选的实施方式中，步骤S2中对初始结构参数进行优化基于广义折射定0[0174]公式(12)中，Δ(x,y)为纳米结构在超透镜表面坐标为(x，y)处的总误差；称性，超透镜表面的中心到任一纳米结构中心的距离r与该纳米结构在超透镜表面上的坐HalfFieldofView)为25°,调制传递函数(MTF)为在截止频率为30lp/mm时需大于等于[0194]通过光线追迹初步优化得到ML1和ML2上的相位系数ai和bi，如图1中步骤S3所示，[0196]如图1中步骤S4所示，将离散化后的相位数据和平面化后的锗透镜数据进行光场[0205]第二优化模块500，被配置为基于满足设计要求的像质评价指标得到目标结构参设计装置设计的光学系统更接近实际生产的最[0213]选取模块301，被配置为根据理论结构参数中超透镜上纳米结构在不同波长下的[0215]等效模块401，被配置为将超透镜表面上纳米结构的离散相位根据超结构单元大过总线相连，计算机程序被处理器执行时实现上述光学系统设计方法实施例的各个过程，处理器包括：通用处理器、中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)、网络处理器电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammableLogicDevice，CPLD)、可编程逻辑阵列(ProgrammableLogicArray，PLA)、微控制单元和无线网络可以是全球移动通信(GSM)系统、码分多址(CDMA)系统、全球微波互联接入信(massiveMachineTypeofCommunication，mMTC)系统、超可靠低时延通信(Ultra[0249]应理解，本申请实施例中的存储器2250可以是易失性存读存储器(ErasablePROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyEPROM，(SynchronousDRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DoubleData连接动态随机存取存储器(SynchlinkDRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器[0251]在本申请实施例中，存储器2250存储了操作系统2251和应用程序2252的如下元数据结构以及其他执行特定任务或实现特定抽象数据类型的计算机系统[0258]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用