一种基于遗传算法模型的消色差方法以及一种超透镜与流程

本发明涉及超透镜，特别是涉及一种基于遗传算法模型的消色差方法以及一种超透镜。

背景技术：

1、超表面结构是将亚波长的阵列单元进行人为设计及排列，可以实现对入射光的振幅、相位等多种光学特性的任意调控。超表面透镜(超透镜)通过对光的相位调控可以实现光学聚焦成像功能，具有轻薄化、易集成等优势，能够极大地提高光学系统的集成度并且降低光学结构的复杂程度。但是由于色散效应使超透镜难以在宽带波长内进行聚焦和成像，实现宽带的消色差聚焦是目前超透镜应用上亟待解决的问题。目前已有在可见光、近红外的宽带消色差超透镜研究，红外成像领域也十分需要能够在中红外波段达到消色差聚焦的超透镜，因此覆盖整个中红外波段的宽带消色差透镜具有重大发展前景。所以如何提供一种可以消色差方法是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于遗传算法模型的消色差方法，可以使得超透镜对多种波长的光线具有同一的焦距；本发明的另一目的在于提供一种超透镜，对多种波长的光线具有同一的焦距。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于遗传算法模型的消色差方法，包括：

3、获取目标超透镜对应的多个波长，以及对所述目标超透镜的超表面进行划分后形成的区块；各个所述波长对应有预设超透镜单元的排布；

4、根据所述波长以及所述区块，基于遗传算法模型确定各个所述区块所对应的超透镜单元，使由确定对应所述超透镜单元排布的区块拼接而成的目标超透镜，对应各个所述波长具有同一的焦距。

5、可选的，所述超透镜单元包括衬底和位于所述衬底表面的圆柱，所述圆柱的轴向垂直于所述衬底表面。

6、可选的，所述波长对应不同半径圆柱的排布。

7、可选的，所述区块在所述超表面中心对称分布。

8、可选的，所述区块的面积相等。

9、可选的，所述区块中以所述超表面中心对称的区块所对应的超透镜单元排布相同。

10、可选的，所述根据所述波长以及所述区块，基于遗传算法模型确定各个所述区块所对应的超透镜单元包括：

11、基于所述波长以及所述区块，生成多个不同拼接结构的备选超透镜作为初始种群；

12、确定所述初始种群中各个所述备选超透镜的在所述波长对应光线照射下的性能参数，以及各个所述备选超透镜对应的适应度；

13、基于遗传算法模型从所述备选超透镜确定目标超透镜。

14、可选的，在所述根据所述波长以及所述区块，基于遗传算法模型确定各个所述区块所对应的超透镜单元之后，还包括：

15、确定所述目标超透镜中的待替换区块；

16、将所述待替换区块分割为多个子区块；

17、根据所述波长以及所述子区块，基于遗传算法模型确定各个所述子区块所对应的超透镜单元，以将所述确定所述超透镜单元的子区块拼接成替换区块，替代所述待替换区块，更新所述目标超透镜的结构。

18、可选的，所述根据所述波长以及所述子区块，基于遗传算法模型确定各个所述子区块所对应的超透镜单元，以将所述确定所述超透镜单元的子区块拼接成替换区块，替代所述待替换区块，更新所述目标超透镜的结构包括：

19、基于所述波长以及所述子区块，生成多个不同拼接结构的备选区块，并用所述备选区块替换所述目标超透镜中的所述待替换区块，得到备选目标超透镜作为初始种群；

20、确定所述初始种群中各个所述备选目标超透镜的在所述波长对应光线照射下的性能参数，以及各个所述备选目标超透镜对应的适应度；

21、基于遗传算法模型从所述备选目标超透镜确定目标超透镜，以更新所述目标超透镜的结构。

22、本发明还提供了一种超透镜，包括由上述任一项所述基于遗传算法模型的消色差方法所确定的目标超透镜的结构。

23、本发明所提供的一种基于遗传算法模型的消色差方法，包括：获取目标超透镜对应的多个波长，以及对目标超透镜的超表面进行划分后形成的区块；各个波长对应有预设超透镜单元的排布；根据波长以及区块，基于遗传算法模型确定各个区块所对应的超透镜单元，使由确定对应超透镜单元排布的区块拼接而成的目标超透镜，对应各个波长具有同一的焦距。

24、通过将超表面划分出多个区块，然后确定所需波长对应的超透镜单元结构的排布，基于遗传算法模型在各个区块中设置对应的超透镜单元进行迭代，可以确定当整个超透镜对于各个波长具有同一的焦距时，各个区块所对应的超透镜单元，进而可以拼接出实际需要的超透镜，使得超透镜对多种波长的光线具有同一的焦距。

25、本发明还提供了一种超透镜，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。

技术特征：

1.一种基于遗传算法模型的消色差方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超透镜单元包括衬底和位于所述衬底表面的圆柱，所述圆柱的轴向垂直于所述衬底表面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述波长对应不同半径圆柱的排布。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区块在所述超表面中心对称分布。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述区块的面积相等。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述区块中以所述超表面中心对称的区块所对应的超透镜单元排布相同。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述波长以及所述区块，基于遗传算法模型确定各个所述区块所对应的超透镜单元包括：

8.根据权利要求1至7任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在所述根据所述波长以及所述区块，基于遗传算法模型确定各个所述区块所对应的超透镜单元之后，还包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述波长以及所述子区块，基于遗传算法模型确定各个所述子区块所对应的超透镜单元，以将所述确定所述超透镜单元的子区块拼接成替换区块，替代所述待替换区块，更新所述目标超透镜的结构包括：

10.一种超透镜，其特征在于，包括由权利要求1至9任一项权利要求所述基于遗传算法模型的消色差方法所确定的目标超透镜的结构。

技术总结
本发明公开了一种基于遗传算法模型的消色差方法以及一种超透镜，应用于超透镜技术领域，包括：获取目标超透镜对应的多个波长，以及对目标超透镜的超表面进行划分后形成的区块；各个波长对应有预设的超透镜单元的排布；根据波长以及区块，基于遗传算法模型确定各个区块所对应的超透镜单元。通过将超表面划分出多个区块，然后确定所需波长对应的超透镜单元的排布，基于遗传算法模型在各个区块中设置对应的超透镜单元进行迭代，可以确定当整个超透镜对于各个波长具有同一的焦距时，各个区块所对应的超透镜单元排布，进而使得拼接的超透镜对多种波长的光线具有同一的焦距。

技术研发人员：耿荣鑫,王超
受保护的技术使用者：苏州睿新微系统技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27