大数值孔径介质结构透镜-红外与激光工程.PDFVIP

第 卷第 期 年 月 43 2 红外与激光工程 2014 2 Vol.43 No.2 Infrared and Laser Engineering Feb.2014 大数值孔径介质结构透镜 陈素娟 ，陈结祥 ，徐 明明 ( 中国科 学院安徽 光 学精 密机械研 究所 ，安徽 合肥 230031) 摘 要： 提 出了一种新型 大数值孔径介质结构透镜 ，能量利 用率达到 了 44 % 。 通过数值仿真 FDTD 计 算证 明该聚 焦器件 能 实现 高的能量利 用率和接近衍射极 限的聚 焦光斑 ， 且聚 焦光斑 的旁瓣很 小。 其 次 ，对该透镜 的 色散 性 能进行 了研 究 ，发现该透镜具有与普通透镜相反 的 色散特性 。 故该透镜 可 以与 普 通透镜 组合 消 色差 。 另外 ，该透镜 克服 了最 小特征 尺寸 ，实现 了大数值 孔径 ，针 对 波长 10 .6 μm 设 计 了相 同口径 、不 同 F 数 的介质结构透镜 ，最 小 F 数 达到 了 0 .25 。 关键词： 光 学器件 ； 能量效率 ； FDTD ； 色散 ； F 数 中图分类号： O43 文献标志码： A 文章编号： 1007-2276(2014)02-0479-04 Dielectric structured lens of large numerical aperture Chen Sujuan , Chen Jiexiang, Xu Mingming (Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China) Abstract : A dielectric structured lens formed by varying the high -refractive-index square dielectric holes was proposed . This lens can realize higher energy efficiency compared with the high -refractive -index square dielectric metal structured lens. The energy efficiency has achieved 44 % by finite difference and time domain (FDTD) algorithm , and the spot size leads to the diffraction limit . Second, the dispersion characteristic of the lens was researched, it has the counter dispersion characteristic with the geometrical optics lens, so lens group make up of those dielectric structured lens and the geometrical optics