[发明专利]一种红外成像故障检测装置及构型方法

权利要求书

1.一种红外成像故障检测装置，其特征在于，包括沿光入射方向依次同轴设置的超表面透镜、探测器和信号发射单元，其中，所述超表面透镜用于接收热信号的红外光，并将所述红外光聚焦为聚焦光斑，所述探测器的焦平面用于接收所述聚焦光斑，并将所述聚焦光斑转换为电信号，所述信号发射单元用于接收所述电信号，并将所述电信号传输至无线接收端。

2.如权利要求1所述的红外成像故障检测装置，其特征在于，所述超表面透镜包括基片，以及阵列排布在所述基片的出射面的若干微纳结构。

3.如权利要求2所述的红外成像故障检测装置，其特征在于，所述基片为平面。

4.如权利要求2所述的红外成像故障检测装置，其特征在于，任意两个所述微纳结构之间的高度相同，横截面尺寸不同。

5.如权利要求4所述的红外成像故障检测装置，其特征在于，所述微纳结构的横截面尺寸根据所述红外光预期的折射相位分布，以及所述红外光经过各个所述微纳结构后的相位参数空间共同确定。

6.如权利要求2所述的红外成像故障检测装置，其特征在于，所述基片和所述微纳结构采用相同材料/不同材料制成。

7.如权利要求1所述的红外成像故障检测装置，其特征在于，所述超表面透镜采用硅、锗、硒化锌、硫化锌、氟化钙、氟化镁、氟化钡、氟化锂或砷化镓制成。

8.如权利要求1所述的红外成像故障检测装置，其特征在于，所述探测器采用铟镓砷红外探测器、碲镉汞红外探测器、氧化钒红外探测器或非晶硅红外探测器。

9.一种红外成像故障检测装置构型方法，用于权利要求1-8任一项所述的红外成像故障检测装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据红外光的发光波段和应用场景需求确定超表面透镜的工作波段、口径和焦距，并相应选取探测范围涵盖所述工作波段的探测器；

S2，根据红外光经过超表面透镜聚焦于探测器的焦平面的成像要求，以及所述工作波段、所述口径和所述焦距，计算超表面透镜预期的相位分布；

S3，对微纳结构的横截面尺寸进行基于电磁仿真的参数扫描，建立微纳结构的相位参数空间，所述相位参数空间中包含红外光经过微纳结构后获得的相位改变量与微纳结构的横截面尺寸之间的对应关系；

S4，根据所述相位分布和所述相位参数空间，确定超表面透镜上各微纳结构的横截面尺寸和阵列排布的间隔，并沿光入射方向依次同轴设置超表面透镜、探测器以及信号发射单元。