[发明专利]一种连续变焦透镜及光学系统

权利要求书

1.一种连续变焦透镜，其特征在于，其包括：

两块并列的相位板，其中心纵轴为所述连续变焦透镜的光轴，每块相位板均包括透明基底和排列在透明基底上的纳米单元阵列，纳米单元阵列包括多个纳米单元，两块相位板的纳米单元阵列相对，用于改变入射圆偏振光的位相；

所述连续变焦透镜的传输函数为：，焦距为：，其中，和分别为两块所述相位板的传输函数，为常数系数，为入射圆偏振光的波长，为两块所述相位板绕所述连续变焦透镜的光轴的相对旋转角度，；

所述透明基底划分为多个单元结构，每个单元结构的工作面为边长为的正方形，正方形的两条直角边分别平行于所述连续变焦透镜的x轴和y轴，x轴、y轴和所述连续变焦透镜的光轴z构成三维坐标系；

每个工作面上均设有一个所述纳米单元，所述纳米单元为电介质纳米砖，电介质纳米砖的长L、宽W和高H均为亚波长级，是根据选定的所述入射圆偏振光的波长，通过电磁仿真法对所述入射圆偏振光的交叉偏振透过率进行优化得到的，为电介质纳米砖的长边相对于x轴的转角，；

两块所述相位板的传输函数和互为复共轭函数，其中，为每块所述相位板的相位函数，以所述相位板的中心为原点建立极坐标系，为所述纳米单元到所述相位板中心的距离，为位置的极角，两块所述相位板的中心均位于所述连续变焦透镜的光轴上；

当时，两块所述相位板上所述纳米单元的结构参数相同，且所述纳米单元阵列相对于两块所述相位板之间的中间平面镜像对称；

为所述连续变焦透镜的半径；

两块所述相位板之间的间隙为：为泰伯距离，

当时，。

2.如权利要求1所述的连续变焦透镜，其特征在于：所述透明基底为熔融石英，所述纳米单元为无定型薄膜材料。

3.如权利要求1所述的连续变焦透镜，其特征在于：所述入射圆偏振光为左旋圆偏振光或者右旋圆偏振光。

4.如权利要求3所述的连续变焦透镜，其特征在于：当所述入射圆偏振光的旋向相反时，所述连续变焦透镜的焦距的符号相反。

5.一种光学系统，其特征在于：其包括如权利要求1至4任一项所述的连续变焦透镜。