1.一種基于超表面的中波紅外寬帶大視場(chǎng)成像系統(tǒng),其特征在于:該成像系統(tǒng)包括沿光軸方向依次設(shè)置的第一透鏡、基于雙層超表面設(shè)計(jì)的線偏振器和1/4波片、光闌、第二透鏡、第三透鏡以及幾何相位型超表面;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超表面的中波紅外寬帶大視場(chǎng)成像系統(tǒng),其特征在于:所述第一透鏡像側(cè)面為凹面、第二透鏡的物側(cè)面和像側(cè)面為凹面和凸面、第三透鏡的物側(cè)面和像側(cè)面為凸面和凹面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超表面的中波紅外寬帶大視場(chǎng)成像系統(tǒng),其特征在于:所述基于雙層超表面設(shè)計(jì)的線偏振器和1/4波片均為光柵型超表面,其中前層結(jié)構(gòu)為雙層光柵型,且采用過刻蝕工藝;后層結(jié)構(gòu)為單層光柵型,且與前層中的光柵結(jié)構(gòu)夾角為45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超表面的中波紅外寬帶大視場(chǎng)成像系統(tǒng),其特征在于:所述第一透鏡材料為氯化鉀,第二透鏡材料為硅,第三透鏡材料為溴碘化鉈;所述成像系統(tǒng)滿足25mm<ttl<35mm,成像系統(tǒng)的后截距小于5mm;其中ttl為所述成像系統(tǒng)總長(zhǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超表面的中波紅外寬帶大視場(chǎng)成像系統(tǒng),其特征在于:所述線偏振器結(jié)構(gòu)為一維雙層光柵構(gòu)型,頂層的金屬材料為金、銀以及銅中的任意一種,基底材料為氟化鎂、氟化鈣以及氟化鋇中的任意一種;周期為p1且0.05λ0<p1<0.15λ0;單元結(jié)構(gòu)寬度為w1且0.025λ0<?w1<0.075λ0;單元結(jié)構(gòu)頂層金屬厚度為h1且0.05λ0<h1<0.15λ0;單元結(jié)構(gòu)基底刻蝕厚度為h2且0.05λ0<h2<0.15λ0;基底厚度不超過0.5mm,其中λ0為中心波長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超表面的中波紅外寬帶大視場(chǎng)成像系統(tǒng),其特征在于:線偏振器結(jié)構(gòu)為一維光柵構(gòu)型,頂層的介質(zhì)材料為晶體硅、多晶硅以及單晶硅中的任意一種,基底材料為氟化鎂、氟化鈣以及氟化鋇中的任意一種;其周期為p2且0.15λ0<p2<0.25λ0;單元結(jié)構(gòu)寬度為w2且0.05λ0<?w2<0.15λ0;單元結(jié)構(gòu)頂層介質(zhì)厚度為h3且0.15λ0<h3<0.25λ0;基底厚度不超過1mm,其中λ0為中心波長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超表面的中波紅外寬帶大視場(chǎng)成像系統(tǒng),其特征在于:所述幾何相位型超表面的單元結(jié)構(gòu)周期為p3且0.15λ0<p3<0.5λ0;上方介質(zhì)柱的寬度為w3且0.025λ0<w3<0.8λ0;上方介質(zhì)柱的長(zhǎng)度為l且0.25λ0<l<0.5λ0;所述單元結(jié)構(gòu)的材料為硅,并且以正方形排布在基底上,基底厚度不超過1mm,其中λ0為中心波長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種基于超表面的中波紅外寬帶大視場(chǎng)成像系統(tǒng)在目標(biāo)識(shí)別、安防領(lǐng)域的應(yīng)用。
9.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述成像系統(tǒng)的線偏振器和1/4波片設(shè)計(jì)方法,其特征在于:包括如下步驟:
10.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述成像系統(tǒng)的幾何相位型超表面的設(shè)計(jì)方法,其特征在于:包括如下步驟: