[发明专利]一种大焦深消色差微透镜的设计与制备方法

权利要求书

1.一种大焦深消色差微透镜的设计与制备方法，其特征在于，所述微透镜设置在透明基底上，所述方法包括以下步骤：

S1、确定所述微透镜的焦距及工作波段；

S2、确定所述透明基底选用的材料，使所述透明基底的色散低于预设值；

S3、设置所述微透镜表面面型轮廓的几何参数，所述微透镜表面面型轮廓包括中心部分的球面和外侧部分的切面，所述球面与所述切面构成平滑表面；

S4、根据所述几何参数，在所述透明基底表面上制作形成所述微透镜；

所述微透镜的表面面型轮廓直接在所述透明基底上切割而成；

所述中心部分的球面面型由下述公式描述：

R₀＝f(n-1)

其中，R₀为球面曲率半径，f为透镜焦距，n为透明基底材料在工作波段中心波长的折射率实部；

所述微透镜底面直径与中心厚度的关系由下述公式描述:

其中，d为中心厚度，D为底面直径；

所述外侧部分的切面面型由下述公式描述：

其中，θ为切面与透明基底之间的夹角，L为球面与切面的交界位置在微透镜底面的投影到微透镜底面中心的距离。

2.根据权利要求1所述的大焦深消色差微透镜的设计与制备方法，其特征在于，所述透明基底选用在可见光波段的低色散透明材料，折射率大于1.4，折射率虚部0.01，在工作波段内色散0.1，所述透明基底选用的材料包括二氧化硅、氟化钙或BK7玻璃。

3.根据权利要求1所述的大焦深消色差微透镜的设计与制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用有限元电磁仿真软件进行模拟，通过模拟可见光的垂直入射以获得入射光经过微透镜调制后的光场分布及相关信息，具体包括光强分布、焦距、焦深、透射率。

4.根据权利要求1所述的大焦深消色差微透镜的设计与制备方法，其特征在于，所述微透镜的表面面型采用聚焦离子束、电子束曝光、纳米压印或者灰度光刻的方式进行加工制备。