[发明专利]一种超表面光学元件及设计方法、结构光投影模组

权利要求书

1.一种超表面光学元件，其特征在于，包括基底，设置于所述基底上的多个通过传输相位调制入射光束的纳米天线，至少两个所述纳米天线的尺寸不同且多个所述纳米天线阵列分布于所述基底，相邻两个所述纳米天线的中心间距相同，每个所述纳米天线的传输相位为准直相位和衍射相位的叠加。

2.如权利要求1所述的超表面光学元件，其特征在于，所述纳米天线在所述基底上的正投影为C4旋转对称图形。

3.如权利要求2所述的超表面光学元件，其特征在于，所述纳米天线的正投影为圆形；或，所述纳米天线的正投影为正方形；或，多个所述纳米天线包括第一天线和第二天线，所述第一天线在所述基底的正投影为圆形，所述第二天线在所述基底的正投影为正方形。

4.如权利要求3所述的超表面光学元件，其特征在于，当所述纳米天线为正方形时，所述正方形的边长为50nm至500nm；和/或，当所述纳米天线为圆形时，所述圆形的直径为50nm至500nm。

5.如权利要求1所述的超表面光学元件，其特征在于，相邻两个所述纳米天线的中心间距200nm至600nm；多个所述纳米天线的高度均大于300nm。

6.如权利要求1至5任一项所述的超表面光学元件，其特征在于，多个所述纳米天线的高度均相同；尺寸不同的所述纳米天线的个数大于或等于4_；至少两个所述纳米天线的形状不同。

7.一种超表面光学元件设计方法，其特征在于，所述方法包括：

获取模拟准直元件基底上设置的多个第一模拟纳米天线各自对应的准直相位；

获取模拟衍射元件基底上设置的多个第二模拟纳米天线各自对应的衍射相位，其中，所述多个第一模拟纳米天线与所述多个第二模拟纳米天线的数量一一对应；

将多个所述第一模拟纳米天线的准直相位与各自对应的所述第二模拟纳米天线的衍射相位叠加得到多个模拟相位；

对所述多个模拟相位进行离散得到多个离散相位，其中，所述超表面光学元件基底上的多个纳米天线的数量与所述多个离散相位的数量一一对应，所述多个纳米天线的传输相位与各自对应的所述离散相位相同。

8.如权利要求7所述的超表面光学元件设计方法，其特征在于，所述获取模拟准直元件基底上设置的多个第一模拟纳米天线各自对应的准直相位包括：

获取所述模拟准直元件的模拟焦距和相邻两个所述第一模拟纳米天线的中心间距；

根据所述模拟焦距、透镜聚焦方程和所述第一模拟纳米天线的中心间距得出所述多个第一模拟纳米天线各自对应的准直相位。

9.如权利要求7所述的超表面光学元件设计方法，其特征在于，所述获取模拟衍射元件基底上设置的多个第二模拟纳米天线各自对应的衍射相位包括：

获取所述模拟衍射元件的模拟视场角；

根据所述模拟视场角和预设算法得出所述多个第二模拟纳米天线各自对应的衍射相位。

10.一种结构光投影模组，其特征在于，包括光源以及如权利要求1至6任一项所述的超表面光学元件，所述光源位于所述超表面光学元件的入光侧，所述超表面光学元件用于对所述光源出射的光束进行准直和衍射。