[发明专利]一种基于介质超表面的紧凑光学测量仪

摘要

本发明公开了一种基于介质超表面的紧凑光学测量仪，包括介质超表面和探测器阵列，探测器阵列位于介质超表面的焦距处；介质超表面包括多个基本模块，相邻的基本模块相互接触；每个基本模块独立工作以获取入射到该基本模块表面的待测光的偏振态；每个基本模块包括第一平面聚焦镜、第二平面聚焦镜、第三平面聚焦镜和第四平面聚焦镜，四块平面聚焦镜按照从左至右、从上自下的顺序构成“田”字形平面结构；这四个平面聚焦镜的焦距一致。本发明提供的紧凑光学测量仪可以探测入射光的偏振态和波前，在可见光波段损耗较小，在近红外到红外波段几乎没有损耗，极大降低了光损耗，提高了探测的灵敏度。

主权项

1.一种基于介质超表面的紧凑光学测量仪，其特征在于，包括介质超表面和探测器阵列，所述探测器阵列位于介质超表面的焦距处；所述介质超表面包括多个基本模块，相邻的基本模块相互接触；每个基本模块独立工作以获取入射到所述基本模块表面的待测光的偏振态和波前；每个所述基本模块包括焦距相同的第一平面聚焦镜、第二平面聚焦镜、第三平面聚焦镜和第四平面聚焦镜；所述第一平面聚焦镜、第二平面聚焦镜、第三平面聚焦镜和第四平面聚焦镜按照从左至右、从上自下的顺序构成“田”字形平面结构；所述第一平面聚焦镜用于将入射光中的水平线偏振分量汇聚到探测器阵列表面形成光斑；所述第二平面聚焦镜用于将入射光中的垂直线偏振分量汇聚到探测器阵列表面形成光斑；所述第三平面聚焦镜用于将入射光中的45度线偏振分量汇聚到探测器阵列表面形成光斑；所述第四平面聚焦镜用于将入射光中的左旋圆偏振分量汇聚到探测器阵列表面形成光斑，所述入射光通过四个平面聚焦镜在所述探测器阵列表面形成的四个光斑的强度可用于确定入射光的偏振态，以及所述四个光斑的位置可用于确定入射光的波前；所述四个平面聚焦镜均由多个基础单元拼接构成，每个基础单元包括长方体状的石英基板和设于基板上的截面为椭圆的介质柱；所述第一平面聚焦镜包括多个基础单元，相邻基础单元的基板相互接触，排列形成第一平面聚焦镜，所述第一平面聚焦镜的基础单元的介质柱截面椭圆的逆时针旋向角固定为0度；所述第二平面聚焦镜通过将第一平面聚焦镜的基础单元的介质柱以轴向为中心沿顺时针或逆时针方向旋转90度获得；所述第三平面聚焦镜通过将第一平面聚焦镜的基础单元的介质柱以轴向为中心沿逆时针方向旋转45度获得；所述第四平面聚焦镜通过将第一平面聚焦镜的基础单元的介质柱以轴向为中心沿顺时针或逆时针方向旋转0～180度获得。