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公开(公告)号：CN113156642A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110410651.8
申请日：2021-04-14
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提出了一种透射式图像微分器件及其构成的图像边缘提取系统，所述透射式图像微分器件包括设置于基底之上依次叠设的多层薄膜，相邻两层薄膜的介电常数不同；当入射的光波在多层薄膜间产生多重干涉效应时，通过对多层薄膜的物理参数进行优化设计使得多层薄膜的透射系数与光波入射角度间的传递函数符合二阶微分函数，实现图像微分。所述图像边缘提取系统包括依次连接的图像加载系统、透射式图像微分器件和图像接收系统。本发明可以实现大数值孔径、偏振不敏感的二维空间滤波；且薄膜结构本身相较于超表面光子晶体等结构更易加工，利用成熟的加工技术，可以很容易地实现大规模制造。
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公开(公告)号：CN111693466A
公开(公告)日：2020-09-22
申请号：CN202010561581.1
申请日：2020-06-18
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提出了一种基于超表面的光谱滤波装置，属于高光谱传感和成像技术领域。本发明装置包括衬底和由以周期形式布设于该衬底表面的若干个亚波长光学天线形成的超表面滤波阵列；所述超表面滤波阵列中各光学天线分别对应不同的像素，用于产生不同谐振波长的窄带滤波光谱，各光学天线的高度均相同且在亚波长范围内；本发明根据导模谐振效应，通过设计超表面滤波阵列中光学天线的几何形状、尺寸、排布周期，可以实现对光谱的窄带滤波；进一步地，通过对超表面滤波阵列中的光学天线的分布进行优化，可以实现高光谱分辨率、高灵敏度的光谱滤波。
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公开(公告)号：CN110221447B
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN201910430957.2
申请日：2019-05-22
Applicant: 清华大学
IPC: G02B27/42
Abstract: 本发明提出的一种基于超构表面的结构光投影衍射光学器件，属于深度感知和光学成像技术领域。本发明由衬底和以周期形式布设于所述衬底表面的若干个亚波长光学天线阵列组成，所述亚波长光学天线阵列为一维阵列或二维阵列；为一维阵列时，各光学天线为沿列所在方向布设且具有矩形或梯形横截面的线栅；为二维阵列时，各光学天线为沿以行和列所在方向构成平面的横截面为圆形或任意正多边形的柱体；各亚波长光学天线阵列中，各光学天线的直径为工作波长的1/20至1/2，各光学天线的高度均相等、均在亚波长范围内，相邻两光学天线的中心距均相等、且不超过工作波长的一半。本发明可实现大衍射角度、高衍射效率、高均一性、对入射光偏振不敏感的结构光投影。
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公开(公告)号：CN109991765A
公开(公告)日：2019-07-09
申请号：CN201910188146.6
申请日：2019-03-13
Applicant: 清华大学
IPC: G02F1/01
Abstract: 本发明提出的一种基于导电金属氧化物的电光开关，涉及光通信、热辐射主动调控技术领域。包括微谐振腔和衬底，微谐振腔包括由上至下依次层叠的前反射镜、前腔内电介质层、电极层、电介质隔离层、导电金属氧化物层、后腔内电介质层和后反射镜；其中，电极层和导电金属氧化物层的位置次序可以互换且均与外部电压连接。本发明引入基于导电金属氧化物的微谐振腔，由于该微谐振腔对入射光场具有超强的光局限能力，从而可大幅度提升本电光开关的品质因数，使该开关器件在工作状态的插入损耗远低于现有的基于导电金属氧化物的电光调制器件，且本发明可实现对透射光束或反射光束强度和相位的调控。
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公开(公告)号：CN119665849A
公开(公告)日：2025-03-21
申请号：CN202411472955.7
申请日：2024-10-22
Applicant: 清华大学
Abstract: 本公开提供的三维成像系统和方法，包括待测三维成像光场、成像单元、偏振光电探测单元和处理单元；选用具有独立调控成像距离与光透射相位能力的衍射光学元件或者超构透镜构成成像单元，且要求衍射光学元件和超构透镜均分别包含至少一个与成像距离相关的编码点扩散函数，将位于成像单元物面处的待测三维光场成像到位于成像单元像面处的偏振光电探测单元，沿z方向编码的图像位于偏振光电探测单元的不同位置；偏振光电探测单元用于探测待测三维光场经过成像单元后的各线偏振方向的光强；处理单元根据捕获的偏振光强分布解码得到待测三维光场的三维分布信息。本公开可实现小型化集成和高精度的单孔径三维成像系统。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114609803B
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202011398389.1
申请日：2020-12-04
Applicant: 清华大学
IPC: G02F1/00 , G02F1/1343 , G02F1/01
Abstract: 本发明提出的一种基于液晶材料的动态超构表面，包括依次层叠的衬底、反射镜、由超构表面电极和液晶单元构成的超构表面结构层、透射电极层以及透射基板；可见光或红外光束由所述透射基板射入，经超构表面结构层调制和反射镜反射后沿设定方向射出；反射镜兼作超构表面电极和液晶单元的公共电极；超构表面电极为金属材料的光栅阵列，液晶单元填充于超构表面电极的各相邻光栅之间；透射电极层的各透射电极分别为相应的两相邻光栅之间的液晶单元独立施加电压，使不同位置的液晶单元内的液晶分子具有不同的朝向，为入射光施加不同的相位调制。本发明可在可见或红外光波段对设定波长和偏振方向的光束进行200°以上的相位调制。
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公开(公告)号：CN116858382A
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202310857757.1
申请日：2023-07-13
Applicant: 清华大学
Abstract: 本公开实施例提供的偏振光谱的测量方法、系统及其应用，所述测量方法包括：将均匀的待测光源入射至光学超表面阵列，获取透过光学超表面阵列的光的强度，光学超表面阵列由若干超表面单元组成，不同的超表面单元的光谱透过率响应具有偏振各向异性和多样性；根据透过光学超表面阵列的光的强度和光学超表面阵列在不同偏振态下的光谱透过率响应重构待测光源的偏振光谱信息，以此作为测量结果。所述测量系统包括：光学超表面阵列；探测器；重构模块。所述应用为对薄膜厚度和折射率的测量。本公开利用具有偏振和光谱响应的光学超表面，可在厘米量级的系统结构尺寸上实现偏振光谱的快速、稳定测量，进一步地，可实现对薄膜属性的快速、稳定测量。
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公开(公告)号：CN113156642B
公开(公告)日：2022-07-05
申请号：CN202110410651.8
申请日：2021-04-14
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提出了一种透射式图像微分器件及其构成的图像边缘提取系统，所述透射式图像微分器件包括设置于基底之上依次叠设的多层薄膜，相邻两层薄膜的介电常数不同；当入射的光波在多层薄膜间产生多重干涉效应时，通过对多层薄膜的物理参数进行优化设计使得多层薄膜的透射系数与光波入射角度间的传递函数符合二阶微分函数，实现图像微分。所述图像边缘提取系统包括依次连接的图像加载系统、透射式图像微分器件和图像接收系统。本发明可以实现大数值孔径、偏振不敏感的二维空间滤波；且薄膜结构本身相较于超表面光子晶体等结构更易加工，利用成熟的加工技术，可以很容易地实现大规模制造。
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公开(公告)号：CN111273467B
公开(公告)日：2021-07-16
申请号：CN202010084176.5
申请日：2020-02-10
Applicant: 清华大学
IPC: G02F1/13 , G02F1/1343 , G02F1/01
Abstract: 本发明提出了一种基于液晶和线栅形超构表面的太赫兹波前相位控制装置，包括由下至上依次层叠的衬底、反射镜、电介质隔离层、由在线栅形超构表面电极中相邻栅极间灌注液晶形成的超构表面结构层、以及透射介质层，p偏振方向设定频率的太赫兹电磁波束由透射介质层射入；当超构表面电极接入外加电压时，对液晶施加的电压方向与太赫兹电磁波束传输方向正交。其中，超构表面电极中的间隔栅极彼此串联，形成叉指阵列电极，各间隔栅极接入相同的外加电压；或者超构表面电极中的各栅极彼此独立，用于分别控制接入各栅极的外加电压。本发明通过对液晶施加与太赫兹电磁波束传输方向正交的电压，并在可观的调制速率下实现对太赫兹电磁波束的波前相位控制。
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公开(公告)号：CN111273467A
公开(公告)日：2020-06-12
申请号：CN202010084176.5
申请日：2020-02-10
Applicant: 清华大学
IPC: G02F1/13 , G02F1/1343 , G02F1/01
Abstract: 本发明提出了一种基于液晶和线栅形超构表面的太赫兹波前相位控制装置，包括由下至上依次层叠的衬底、反射镜、电介质隔离层、由在线栅形超构表面电极中相邻栅极间灌注液晶形成的超构表面结构层、以及透射介质层，p偏振方向设定频率的太赫兹电磁波束由透射介质层射入；当超构表面电极接入外加电压时，对液晶施加的电压方向与太赫兹电磁波束传输方向正交。其中，超构表面电极中的间隔栅极彼此串联，形成叉指阵列电极，各间隔栅极接入相同的外加电压；或者超构表面电极中的各栅极彼此独立，用于分别控制接入各栅极的外加电压。本发明通过对液晶施加与太赫兹电磁波束传输方向正交的电压，并在可观的调制速率下实现对太赫兹电磁波束的波前相位控制。
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