[发明专利]一种基于超构表面的光学边缘检测设计方法及装置

权利要求书

1.一种基于超构表面的光学边缘检测装置，其特征在于：由第一偏振片、偏振多通道超构透镜和第二偏振片组成，并最终在成像面处成像；第一偏振片、偏振多通道超构透镜和第二偏振片顺次布置；当入射光为水平线偏振或者垂直线偏振时，出射光不加滤光时，三个像都会呈现出来；当两个偏振分量为左旋圆偏光和右旋圆偏光时，物体得原像和其边缘的像会同时出现在成像面上，但是如果两个偏振光的分量是水平线偏振和垂直线偏振的时候，物体的原像是不会出现在成像平面上的，而物体的边缘像会出现在成像平面上。

2.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的光学边缘检测装置，其特征在于：偏振多通道超构透镜包括电介质纳米柱阵列和衬底，电介质纳米柱阵列固定在衬底上。

3.根据权利要求2所述的一种基于超构表面的光学边缘检测装置，其特征在于：所述的电介质纳米柱阵列的形状包括圆形、矩形或者不规则形状。

4.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的光学边缘检测装置，其特征在于：所述的单个像素中的电介质纳米柱数量没有限制，为单个或者为多个。

5.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的光学边缘检测装置，其特征在于：将透镜相位与闪耀光栅相位相结合，使得透镜的焦点偏离中心位置，每一套透镜都携带着不同的偏振信息，透镜的焦点个数根据需求设计，焦点数量大于等于三个。

6.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的光学边缘检测装置，其特征在于：对重叠的像进行偏振滤光可得到成像物体的轮廓，不同的偏振光的组合可获得不同的物体边缘，通过调控焦点的距离控制两个成像的偏移范围，由于不同的透镜所携带的偏振信息不同，当两束不同的偏振光叠加时，叠加部分的偏振态将发生变化，而非叠加部分的偏振态并没有发生改变，通过偏振片滤除叠加部分的偏振光得到物体的边缘部分。

7.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的光学边缘检测装置，其特征在于：叠加部分的偏振光为非叠加偏振光的矢量和，非叠加偏振光包括线偏振光，圆偏振光。