申请/专利权人：中国航天三江集团有限公司

申请日：2024-04-09

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN118011630A

主分类号：G02B27/00

分类号：G02B27/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.28#实质审查的生效;2024.05.10#公开

摘要：本发明提供了一种应用于共孔径探测和发射方案的光学元件及其设计方法。该方法通过几何相位和传输相位的联合调制模式，赋予光学元件额外的设计自由度，达成光学元件功能扩展；针对提升激光收发系统集成度这一技术瓶颈，选用几何相位和传输相位的联合调制模式，在保证共孔径设计方案的前提下实现了发射光路与接收光路的分离，达成了光纤激光相干合成传输链路中光学元件的高度集成，能够有效地降低后续光轴对准的难度。基于圆偏振光的超表面器件，通过调控纳米结构单元的结构参数和转向角打破了光束传输的可逆性，这一技术特征为共孔径设计方案提供了全新的技术路径，促进了光纤激光相干合成光学系统的工程化应用。

主权项：1.一种应用于共孔径探测和发射方案的光学元件的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、确定基于圆偏振光的超表面阵列的结构组成基于圆偏振光的超表面阵列包括按二维周期性排布的若干个尺寸一致的纳米结构单元，所述纳米结构单元包括基底工作台、设置在所述基底工作台的台面上的纳米砖；S2、优化纳米结构单元的结构参数在左旋圆偏振光垂直入射于所述基于圆偏振光的超表面阵列中的若干个纳米结构单元上时，以出射右旋圆偏振光的转化效率为优化对象，得到多组交叉偏振转化效率较高、同向偏振转化效率低的纳米结构单元的结构参数；S3、设计激光发射光路内超表面阵列中实现透镜功能的相位分布根据超表面的透镜阵列中透镜单元的指标参数计算所述透镜单元的相位分布；S4、设计成像探测光路内超表面阵列中实现光栅功能的相位分布根据超表面的光栅阵列中光栅单元的指标参数计算得到所述光栅单元的相位分布；S5、确定圆偏振光的超表面阵列中的纳米结构单元的几何相位和传输相位根据步骤S3中得到的所述透镜阵列中的透镜单元的相位分布和步骤S4中得到的所述光栅阵列中的光栅单元的相位分布，计算出所述基于圆偏振光的超表面阵列中各纳米结构单元的几何相位和传输相位；S6、确定基于圆偏振光的超表面阵列中纳米砖的转向角排布根据步骤S5中得到的所述基于圆偏振光的超表面阵列中各纳米结构单元的几何相位计算出所述基于圆偏振光的超表面阵列中各纳米砖的转向角排布情况；S7、确定基于圆偏振光的超表面阵列中纳米结构单元的排布情况根据步骤S5中得到的所述基于圆偏振光的超表面阵列中各纳米结构单元的传输相位，从步骤S2中对若干个纳米结构单元进行仿真优化后所确定出的目标纳米结构单元的结构参数，结合步骤S6中得到的所述基于圆偏振光的超表面阵列中各纳米砖的转向角排布确定出最终的超表面阵列。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国航天三江集团有限公司 应用于共孔径探测和发射方案的光学元件及其设计方法

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