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公开(公告)号：CN118363285A
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202310068543.6
申请日：2023-01-18
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种波长复用的全息图超表面，其由多个亚波长尺度的功能基元在平面上有序排布形成，每个功能基元由衬底材料与所述衬底材料的第一表面上的纳米柱组成；每个功能基元的结构是中心对称的且其纳米柱为根据编码矩阵得到的多边形柱，且所述功能基元包括多种构型，不同构型的功能基元具有相同的衬底尺寸、相同的纳米柱的高度和不同的纳米柱截面的几何形状，以形成随机对称多边形编码型功能基元；波长复用的全息图超表面中所分布的各功能基元的构型根据全息图超表面的相位分布确定。本发明还提供相应的制作方法。本发明的超表面及其制作方法能兼顾功能基元构型的多样性与随机性，提高透过率。
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公开(公告)号：CN113740939B
公开(公告)日：2023-02-17
申请号：CN202111128857.8
申请日：2021-09-26
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种无序功能基元构型的光学器件，包括沿电磁波传播方向依次设置的衬底和无序功能基元的非周期微纳结构阵列，所述衬底的表面为平面或曲面，无序功能基元的非周期微纳结构阵列是多个具有无序的内部结构的功能基元在平面或曲面上非周期分布而形成的微纳结构阵列；光学器件中所分布的各功能基元的内部结构根据光学器件的相位分布确定。本发明的光学器件以无序结构作为功能基元，一方面消除基于同质材料的规则构型的功能基元之间的强耦合现象，另一方面利用无序结构的随机性和多样性，增加光学器件的设计自由度，拓展功能基元参数空间，从而显著提高光场调控能力和光学器件性能。
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公开(公告)号：CN114861520A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210303479.0
申请日：2022-03-24
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种宽频光学器件的逆设计方法，包括：利用电磁仿真软件批量计算数万组结构基元的向量相位分布的样本库；搭建改进版的生成对抗网络，所述生成对抗网络的由生成器和判别器组成；利用样本库来训练生成对抗网络；由智能算法确定目标光学器件的各个位置的目标向量相位分布；利用生成器生成各个位置的目标向量相位分布所对应的结构基元，然后将各个位置的结构基元组合，得到目标光学器件的超表面结构。本发明的设计方法结合生成对抗网络和智能算法，不仅改善了光学器件逆向设计的耗时低效，同时也保证了生成样本的多样性，为高性能、多功能的超表面光学器件的设计提供了新方案，可更大概率的避免陷入局部最优。
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公开(公告)号：CN113325496A
公开(公告)日：2021-08-31
申请号：CN202110520885.8
申请日：2021-05-13
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种亚波长天线，其特征在于，包括谐振器和金属衬底，所述谐振器设置于所述金属衬底上，所述谐振器为设有开口的C形环。本发明还涉及一种波长可控的超透镜，包括若干所述的亚波长天线，若干所述亚波长天线基于振幅相位分布物理模型进行空间排列，若干所述亚波长天线的C形环具有不同的开口角度和半径。本发明还涉及一种超透镜设计方法。本发明通过空间排列不同结构参数的全金属亚波长天线，实现了波长操控的动态可切换和变焦超透镜。
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公开(公告)号：CN112558293A
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202011350345.1
申请日：2020-11-26
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种紧凑型共光路共焦红外双波段光学系统，包括沿光入射方向依次同轴设置的超表面透镜和探测器，超表面透镜由衬底和微纳结构超表面构成，不同的微纳结构具有相同的高度、指向角度和不同的横截面尺寸；各微纳结构的横截面尺寸基于微纳结构的参数空间和电磁波经过各微纳结构后的相位分布确定；相位分布根据超表面透镜的对双波段的消色差成像要求来确定；参数空间通过基于时域有限差分算法的电磁仿真手段对横截面尺寸进行参数扫描来建立。本发明还提供相应的制作方法。本发明的光学系统利用单片超表面透镜实现中波和长波红外双波段同时满足消色差成像要求，从而显著减小光学系统的体积和重量，降低加工成本和装调校准难度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112987203B
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202110374283.6
申请日：2021-04-07
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种超表面透镜与探测器一体集成的红外光学系统，包括沿光入射方向依次同轴设置的超表面透镜、光阑和成像探测器焦平面阵列，并封装集成在杜瓦中；超表面透镜由衬底和微纳结构的阵列构成，不同的微纳结构具有相同的高度、相同的指向角度和不同的横截面尺寸；各微纳结构的横截面尺寸基于微纳结构的参数空间和电磁波经过各微纳结构后的相位分布确定；该相位分布根据超表面透镜的成像要求所得到的校正后的相位分布来匹配确定。本发明还提供相应的制作方法。本发明的超表面透镜与探测器一体集成的红外光学系统利用超表面透镜取代现有红外光学系统中的成像透镜组及探测器的窗口片，实现一体集成封装，从而实现了红外光学系统的轻量化。
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公开(公告)号：CN112684522B
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202011350398.3
申请日：2020-11-26
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供了一种紫外和可见光共透镜双光路成像探测系统，包括依次设置的超表面透镜、两探测器和图像处理系统，超表面透镜的微纳结构超表面为具有相同的高度、指向角度和不同的横截面尺寸的微纳结构的阵列；各微纳结构的横截面尺寸基于微纳结构的参数空间和电磁波经过各微纳结构后的相位分布确定；相位分布根据成像要求来确定，成像要求是：超表面透镜在可见光和紫外光的工作波段下的焦点是同一焦平面上的第一和第二焦点；参数空间通过基于时域有限差分算法的电磁仿真手段对横截面尺寸进行参数扫描，来建立；两探测器的探头位于第一和第二焦点。本发明还提供其制作方法。该系统可在实现电晕检测功能的同时，兼顾系统的小型化、轻量化。
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公开(公告)号：CN113740939A
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202111128857.8
申请日：2021-09-26
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种无序功能基元构型的光学器件，包括沿电磁波传播方向依次设置的衬底和无序功能基元的非周期微纳结构阵列，所述衬底的表面为平面或曲面，无序功能基元的非周期微纳结构阵列是多个具有无序的内部结构的功能基元在平面或曲面上非周期分布而形成的微纳结构阵列；光学器件中所分布的各功能基元的内部结构根据光学器件的相位分布确定。本发明的光学器件以无序结构作为功能基元，一方面消除基于同质材料的规则构型的功能基元之间的强耦合现象，另一方面利用无序结构的随机性和多样性，增加光学器件的设计自由度，拓展功能基元参数空间，从而显著提高光场调控能力和光学器件性能。
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公开(公告)号：CN112987203A
公开(公告)日：2021-06-18
申请号：CN202110374283.6
申请日：2021-04-07
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种超表面透镜与探测器一体集成的红外光学系统，包括沿光入射方向依次同轴设置的超表面透镜、光阑和成像探测器焦平面阵列，并封装集成在杜瓦中；超表面透镜由衬底和微纳结构的阵列构成，不同的微纳结构具有相同的高度、相同的指向角度和不同的横截面尺寸；各微纳结构的横截面尺寸基于微纳结构的参数空间和电磁波经过各微纳结构后的相位分布确定；该相位分布根据超表面透镜的成像要求所得到的校正后的相位分布来匹配确定。本发明还提供相应的制作方法。本发明的超表面透镜与探测器一体集成的红外光学系统利用超表面透镜取代现有红外光学系统中的成像透镜组及探测器的窗口片，实现一体集成封装，从而实现了红外光学系统的轻量化。
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公开(公告)号：CN112684522A
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN202011350398.3
申请日：2020-11-26
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供了一种紫外和可见光共透镜双光路成像探测系统，包括依次设置的超表面透镜、两探测器和图像处理系统，超表面透镜的微纳结构超表面为具有相同的高度、指向角度和不同的横截面尺寸的微纳结构的阵列；各微纳结构的横截面尺寸基于微纳结构的参数空间和电磁波经过各微纳结构后的相位分布确定；相位分布根据成像要求来确定，成像要求是：超表面透镜在可见光和紫外光的工作波段下的焦点是同一焦平面上的第一和第二焦点；参数空间通过基于时域有限差分算法的电磁仿真手段对横截面尺寸进行参数扫描，来建立；两探测器的探头位于第一和第二焦点。本发明还提供其制作方法。该系统可在实现电晕检测功能的同时，兼顾系统的小型化、轻量化。
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