技术摘要：
本申请提供了一种超透镜及其制备方法。该超透镜包括相位调节颗粒和固定介质。相位调节颗粒具有球形形状并且其分布量基于工作光波的目标折射路径确定。固定介质用于固定相位调节颗粒。本申请提供的超透镜具有较大的视场角、较小的像差以及较小的厚度。
背景技术：
传统光学透镜利用介质折射率之间的差异改变光波的传播路径。然而，传统光学 透镜存在一些不足。例如，传统光学透镜的中心区域和边缘区域对光线汇聚能力不同。远轴 区域入射的光线通过透镜时被折射的程度得比近轴区域入射的光线高。因此，由同一物点 发出的光线经过透镜后并非汇聚在一个点上，而是在透镜像平面上形成一个漫射圆斑。这 种现象被称之为球差，属于轴上点像差的一种。球差的存在限制了透镜的分辨能力。 除了轴上点像差之外，传统光学透镜还存在轴外像差问题，例如慧差、像散、场曲、 畸变等像差问题。针对这些问题，在传统的光学镜头领域，通过堆叠多个不同的透镜来对像 差进行校正。然而，这也使得传统光学镜头的体积较大。 因此，需要一种能够在保证镜头具有纤薄属性的同时实现高成像质量的透镜模 组。近年来提出的超透镜的概念使得这一需求有望得以满足。
技术实现要素：
本申请的一方面提供了一种超透镜。该超透镜包括相位调节颗粒和固定介质。相 位调节颗粒具有球形形状并且其分布量基于工作光波的目标折射路径确定。固定介质用于 固定相位调节颗粒。 根据本申请实施例，从超透镜的中心朝向超透镜的边缘，相位调节颗粒的分布量 可逐渐降低。 根据本申请实施例，从超透镜的中心朝向超透镜的边缘，固定介质的厚度可逐渐 降低。 根据本申请实施例，从超透镜的中心朝向超透镜的边缘，相位调节颗粒的分布量 可逐渐升高。 根据本申请实施例，从超透镜的中心朝向超透镜的边缘，固定介质的厚度可逐渐 增加。 根据本申请实施例，工作光波的波长可以是相位调节颗粒的直径的整数倍。 根据本申请实施例，工作光波的波长可以是相位调节颗粒的直径的两倍。 根据本申请实施例，固定介质的电导率可小于相位调节颗粒的电导率。 根据本申请实施例，固定介质可由第一介电材料制成。 根据本申请实施例，超透镜还可包括基体，基体可由第二介电材料制成，并且相位 调节颗粒和固定介质可设置在基体上。 根据本申请实施例，第一介电材料与第二介电材料可相同。 根据本申请实施例，基体与固定介质可集成为单一实体。 根据本申请实施例，基体的电导率可小于相位调节颗粒的电导率。 5 CN 111610580 A 说　明　书 2/9 页 根据本申请实施例，第一介电材料和第二介电材料可以是透明材料。 根据本申请实施例，相位调节颗粒可具有多种直径，多种直径中的每一直径与工 作光波的一个波长对应。 根据本申请实施例，相位调节颗粒可由金属材料或半导体材料制成。 根据本申请实施例，相位调节颗粒的分布量还可基于超透镜的虚拟光学镜面的高 阶曲率调制而确定。 本申请的另一方面提供了一种超透镜制备方法。该超透镜制备方法包括：提供第 一相位调节剂和第二相位调节剂，第一相位调节剂包括固定介质以及由金属材料或半导体 材料制成的相位调节颗粒，固定介质具有粘性并且相位调节颗粒具有球形形状，第二相位 调节剂仅包含固定介质；基于工作光波的目标折射路径将第一相位调节剂和第二相位调节 剂喷涂在由第二介电材料制成的基体上；以及固化第一相位调节剂和第二相位调节剂。 根据本申请实施例，提供第一相位调节剂可包括：基于工作光波的目标折射路径 调配相位调节颗粒在第一相位调节剂中的分布量。 根据本申请实施例，基于工作光波的目标折射路径将第一相位调节剂和第二相位 调节剂喷涂在由第二介电材料制成的基体上可包括：将第一相位调节剂喷涂在由第二介电 材料制成的基体上，使得从基体的中心朝向基体的边缘，相位调节颗粒的分布量逐渐降低。 根据本申请实施例，基于工作光波的目标折射路径将第一相位调节剂和第二相位 调节剂喷涂在由第二介电材料制成的基体上可包括：将第二相位调节剂喷涂在由第二介电 材料制成的基体上，使得从基体的中心朝向基体的边缘，固定介质的厚度逐渐降低。 根据本申请实施例，基于工作光波的目标折射路径将第一相位调节剂和第二相位 调节剂喷涂在由第二介电材料制成的基体上可包括：将第一相位调节剂喷涂在由第二介电 材料制成的基体上，使得从基体的中心朝向基体的边缘，相位调节颗粒的分布量逐渐升高。 根据本申请实施例，基于工作光波的目标折射路径将第一相位调节剂和第二相位 调节剂喷涂在由第二介电材料制成的基体上可包括：将第二相位调节剂喷涂在由第二介电 材料制成的基体上，使得从基体的中心朝向基体的边缘，固定介质的厚度逐渐增加。 根据本申请实施例，工作光波的波长可以是相位调节颗粒的直径的整数倍。 根据本申请实施例，工作光波的波长可以是相位调节颗粒的直径的两倍。 根据本申请实施例，固定介质的电导率可小于相位调节颗粒的电导率。 根据本申请实施例，固定介质可由第一介电材料制成。 根据本申请实施例，第一介电材料与第二介电材料可以相同。 根据本申请实施例，基体的电导率可小于相位调节颗粒的电导率。 根据本申请实施例，第一介电材料和第二介电材料可以是透明材料。 根据本申请实施例，相位调节颗粒可具有多种直径，多种直径中的每一直径与工 作光波的一个波长对应。 根据本申请实施例，超透镜制备方法还可包括：加工固化后的超透镜的表面，使得 超透镜具有凹透镜或凸透镜的轮廓。 本申请的另一方面提供了一种超透镜制备方法，其特征在于，超透镜制备方法包 括：提供固定介质以及由金属材料或半导体材料制成的相位调节颗粒，固定介质具有粘性 并且相位调节颗粒具有球形形状；在由介电材料制成的基体上涂覆固定介质；在固定介质 6 CN 111610580 A 说　明　书 3/9 页 上按照与工作光波的目标折射路径对应的分布浓度喷涂相位调节颗粒；以及固化固定介 质。 本申请的另一方面提供了一种超透镜制备方法，其特征在于，超透镜制备方法包 括：提供聚合物基底；以及利用双光子光刻在聚合物基底中将电导率小于聚合物基底的基 材刻蚀出球形相位调节颗粒，相位调节颗粒的分布量基于工作光波的目标折射路径确定。 根据本申请，通过调节相位调节颗粒的分布量在透镜界面上形成与期望的光线路 径对应的相位梯度，因此能够实现对光波传播路径的控制，达到与传统光学透镜类似的光 学折射效果。另外，由于可人为操控相位梯度，因此可通过合理的相位梯度控制来消除或减 小像差。此外，由于采用了球形相位调节颗粒，增大了透镜的视场角。 附图说明 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它 特征、目的和优点将会变得更明显： 图1是示出了根据本申请实施例的超透镜的简化示意图； 图2是示出了根据本申请实施例的相位调节颗粒的一种示例性分布； 图3是示出了根据本申请实施例的相位调节颗粒的另一种示例性分布； 图4是示出了根据本申请实施例的一种超透镜； 图5是示出了根据本申请实施例的超透镜的一种制备方法； 图6是示出了根据本申请实施例的超透镜的另一种制备方法；以及 图7是示出了根据本申请实施例的超透镜的又一种制备方法。