基于超材料的折射率梯度平板聚焦透镜

摘要

本实用新型公开了一种基于超材料的折射率梯度平板聚焦透镜，是由圆盘状切片组合而成的圆柱形结构。传统聚焦透镜大多基于曲面结构，曲面给透镜的制造增加了难度。如果透镜的折射率具有圆柱坐标下径向梯度，则可以在实现相位修正的同时，保持交界面为平面，这就是一种折射率梯度透镜。超材料也称为新型人工电磁材料具有新颖特性，可以利用它制作出平板透镜。首先利用几何光学法的相关公式计算出平板透镜折射率的分布，然后选择新型人工电磁材料作为结构单元，实现透镜折射率的梯度分布。此外，得益于新型人工电磁材料的优异特性，此平板聚焦透镜还具有稳定性高，损耗小，工作频带宽等优良性能。

主权项

一种基于超材料的折射率梯度平板聚焦透镜，其特征在于，该透镜为由超材料制备的圆盘状切片叠加而成的圆柱体结构，所述圆盘状切片平行于圆柱体底面，在与圆柱体母线平行的方向上，透镜的介电常数不变，在与圆柱形底面平行的径向上，透镜的介电常数ε(R)按如下函数关系递减：$ϵ\left(R\right)={(n_c-2·\frac{\sqrt{R^2+{(2f-\frac{t}{2})}^2}-(2f-\frac{t}{2})}{t})}^2$其中，n_c为透镜中心处的相对折射率，t为透镜的厚度，单位为毫米，f为平板聚焦透镜的焦距，单位为毫米，ε(R)为透镜上一点的介电常数，R为该点到透镜中心轴线的距离，单位为毫米。