非显而易见杯

专利无效挑战赛

目标专利:3601用于近场聚焦、光束形成和高效远场器件实现的非均质微透镜器件

专利公开号:CN113056698B

专利权人:交互数字

无效请求书提交日期:2026年


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非显而易见性评估仅供参考,不构成法律建议。



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序号 权利要求内容

1

一种光学透明器件,被配置为根据在所述器件的第一表面上入射的电磁波在所述器件的近区中形成场强分布;其中所述器件具有与所述第一表面相对的第二表面;以及所述器件被嵌入在具有第一折射率n1的第一介电材料中;所述器件包括:主体部分;由具有第二折射率n2的第二介电材料制成;其中所述第二折射率n2高于所述第一折射率n1;以及插入件;由具有第三折射率n3的第三介电材料制成;所述第三折射率n3低于所述折射率n2;其中所述第三折射率n3与所述第一折射率n1不同;并且其中所述插入件在所述主体部分内;其中所述主体部分的宽度和所述插入件的宽度被配置为使得W1‑W2≥λ/2和2W1≤10λ;其中;W1对应于所述主体部分的半宽度;W2对应于所述插入件的半宽度;并且λ对应于所述入射的电磁波在所述主体部分中的波长;以及其中第一纳米射流束由所述主体部分的第一边缘产生;其中所述主体部分的所述第一边缘与所述第一介电材料相邻;其中第二纳米射流束由所述插入件的第一边缘产生;其中所述插入件的所述第一边缘与所述主体部分的所述第二介电材料相邻;以及其中所述第一纳米射流束和所述第二纳米射流束重新组合以在远离所述第二表面的第一部分而延伸的基质介质的空间中形成第一纳米射流热斑;以及其中第三纳米射流束由所述主体部分的第二边缘产生;其中所述主体部分的所述第二边缘与所述第一介电材料相邻;其中第四纳米射流束由所述插入件的第二边缘产生;其中所述插入件的所述第二边缘与所述主体部分的所述第二介电材料相邻;以及其中所述第三纳米射流束和所述第四纳米射流束重新组合以在远离所述第二表面的第二部分而延伸的基质介质的空间中形成第二纳米射流热斑。

2

根据权利要求1所述的光学透明器件,其中;当所述入射的电磁波从所述光学透明器件的底表面入射时;所述光学透明器件被配置为形成分别位于由以下近似公式给出的焦点位置(RfL,HfL)和(RfR,HfR)处的两个纳米射流束:以及其中RfL和RfR分别表示所述焦点位置与所述主体部分的对称轴的距离;其中HfL和HfR分别表示所述焦点位置距所述光学透明器件的底表面的距离;其中H1对应于所述主体部分的高度;W1对应于所述主体部分的所述半宽度;H2对应于所述插入件的高度;W2对应于所述插入件的所述半宽度;以及Ws对应于所述插入件的左边缘相对于所述主体部分的所述对称轴的位置;以及其中θB2由下式给出:以及θB1由下式给出:。

3

根据权利要求1所述的光学透明器件,其中当所述入射的电磁波从所述光学透明器件的顶表面入射时;所述光学透明器件被配置为形成分别位于由以下近似公式给出的焦点位置(RfL,HfL)和(RfR,HfR)处的两个纳米射流束:以及其中RfL和RfR分别表示所述焦点位置与所述主体部分的对称轴的距离;其中HfL和HfR分别表示所述焦点位置与所述光学透明器件的底表面的距离;其中H1对应于所述主体部分的高度;W1对应于所述主体部分的所述半宽度;H2对应于所述插入件的高度;W2对应于所述插入件的所述半宽度;以及Ws对应于所述插入件的左边缘相对于所述主体部分的所述对称轴的位置;以及其中θB2由下式给出:以及θB1由下式给出:。

4

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述主体部分的形状和所述插入件的形状中的每一者被从由以下各项组成的组中选择:长方体、圆柱体、圆锥体、截锥体、以及棱柱。

5

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述主体部分和所述插入件的每一者具有带有非垂直的侧表面的形状。

6

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述插入件的顶部边缘与所述主体部分的顶部边缘重合;并且所述插入件的第一高度等于所述主体部分的第二高度。

7

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述主体部分和所述插入件共享至少一个相同的对称轴。

8

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中垂直于所述插入件的顶表面的第一对称轴与垂直于所述主体部分的顶表面的第二对称轴偏移。

9

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述主体部分的所述第二介电材料或所述插入件的所述第三介电材料被从由以下各项组成的组中选择:玻璃、以及聚合物材料。

10

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述光学透明器件被配置为形成至少第一纳米射流束和第二纳米射流束;其中所述第一纳米射流束的第一焦点位置与所述第二纳米射流束的第二焦点位置不同。

11

一种光学系统,包括由具有所述第一折射率为n1的所述第一介电材料组成的介电基质介质和嵌入在所述介电基质介质中的至少一个光学透明器件;所述光学透明器件为根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件。

12

根据权利要求11所述的光学系统,其中所述系统进一步包括由具有第四折射率n4的介电衬底制成的支撑层;其中所述至少一个光学透明器件在所述支撑层上。

13

根据权利要求11所述的光学系统,其中所述至少一个光学透明器件是多个光学透明器件;以及其中所述多个光学透明器件被均匀地分布在所述介电基质介质内以便形成衍射光栅。

14

根据权利要求11所述的光学系统,其中所述光学透明器件被配置成形成至少第一纳米射流束和第二纳米射流束;其中所述第一纳米射流束的第一焦点位置与所述第二纳米射流束的第二焦点位置不同。

15

根据权利要求13所述的光学系统,其中对于所述多个光学透明器件中的每个光学透明器件;所述光学透明器件被配置为形成至少第一纳米射流束和第二纳米射流束;其中所述第一纳米射流束的第一焦点位置与所述第二纳米射流束的第二焦点位置不同。

16

根据权利要求11所述的光学系统,其中;垂直于所述插入件的顶表面的第一对称轴与垂直于所述主体部分的顶表面的第二对称轴偏移。

17

根据权利要求11所述的光学系统,其中所述主体部分和所述插入件共享至少一个相同的对称轴。

18

根据权利要求13所述的光学系统,其中垂直于所述插入件的顶表面的第一对称轴与垂直于所述主体部分的顶表面的第二对称轴偏移。

19

根据权利要求13所述的光学系统,其中所述主体部分和所述插入件共享至少一个相同的对称轴。


对比文件列表

编号 名称

权利要求1

一种光学透明器件,被配置为根据在所述器件的第一表面上入射的电磁波在所述器件的近区中形成场强分布;其中所述器件具有与所述第一表面相对的第二表面;以及所述器件被嵌入在具有第一折射率n1的第一介电材料中;所述器件包括:主体部分;由具有第二折射率n2的第二介电材料制成;其中所述第二折射率n2高于所述第一折射率n1;以及插入件;由具有第三折射率n3的第三介电材料制成;所述第三折射率n3低于所述折射率n2;其中所述第三折射率n3与所述第一折射率n1不同;并且其中所述插入件在所述主体部分内;其中所述主体部分的宽度和所述插入件的宽度被配置为使得W1‑W2≥λ/2和2W1≤10λ;其中;W1对应于所述主体部分的半宽度;W2对应于所述插入件的半宽度;并且λ对应于所述入射的电磁波在所述主体部分中的波长;以及其中第一纳米射流束由所述主体部分的第一边缘产生;其中所述主体部分的所述第一边缘与所述第一介电材料相邻;其中第二纳米射流束由所述插入件的第一边缘产生;其中所述插入件的所述第一边缘与所述主体部分的所述第二介电材料相邻;以及其中所述第一纳米射流束和所述第二纳米射流束重新组合以在远离所述第二表面的第一部分而延伸的基质介质的空间中形成第一纳米射流热斑;以及其中第三纳米射流束由所述主体部分的第二边缘产生;其中所述主体部分的所述第二边缘与所述第一介电材料相邻;其中第四纳米射流束由所述插入件的第二边缘产生;其中所述插入件的所述第二边缘与所述主体部分的所述第二介电材料相邻;以及其中所述第三纳米射流束和所述第四纳米射流束重新组合以在远离所述第二表面的第二部分而延伸的基质介质的空间中形成第二纳米射流热斑。


权利要求2

根据权利要求1所述的光学透明器件,其中;当所述入射的电磁波从所述光学透明器件的底表面入射时;所述光学透明器件被配置为形成分别位于由以下近似公式给出的焦点位置(RfL,HfL)和(RfR,HfR)处的两个纳米射流束:以及其中RfL和RfR分别表示所述焦点位置与所述主体部分的对称轴的距离;其中HfL和HfR分别表示所述焦点位置距所述光学透明器件的底表面的距离;其中H1对应于所述主体部分的高度;W1对应于所述主体部分的所述半宽度;H2对应于所述插入件的高度;W2对应于所述插入件的所述半宽度;以及Ws对应于所述插入件的左边缘相对于所述主体部分的所述对称轴的位置;以及其中θB2由下式给出:以及θB1由下式给出:。


权利要求3

根据权利要求1所述的光学透明器件,其中当所述入射的电磁波从所述光学透明器件的顶表面入射时;所述光学透明器件被配置为形成分别位于由以下近似公式给出的焦点位置(RfL,HfL)和(RfR,HfR)处的两个纳米射流束:以及其中RfL和RfR分别表示所述焦点位置与所述主体部分的对称轴的距离;其中HfL和HfR分别表示所述焦点位置与所述光学透明器件的底表面的距离;其中H1对应于所述主体部分的高度;W1对应于所述主体部分的所述半宽度;H2对应于所述插入件的高度;W2对应于所述插入件的所述半宽度;以及Ws对应于所述插入件的左边缘相对于所述主体部分的所述对称轴的位置;以及其中θB2由下式给出:以及θB1由下式给出:。


权利要求4

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述主体部分的形状和所述插入件的形状中的每一者被从由以下各项组成的组中选择:长方体、圆柱体、圆锥体、截锥体、以及棱柱。


权利要求5

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述主体部分和所述插入件的每一者具有带有非垂直的侧表面的形状。


权利要求6

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述插入件的顶部边缘与所述主体部分的顶部边缘重合;并且所述插入件的第一高度等于所述主体部分的第二高度。


权利要求7

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述主体部分和所述插入件共享至少一个相同的对称轴。


权利要求8

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中垂直于所述插入件的顶表面的第一对称轴与垂直于所述主体部分的顶表面的第二对称轴偏移。


权利要求9

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述主体部分的所述第二介电材料或所述插入件的所述第三介电材料被从由以下各项组成的组中选择:玻璃、以及聚合物材料。


权利要求10

根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件,其中所述光学透明器件被配置为形成至少第一纳米射流束和第二纳米射流束;其中所述第一纳米射流束的第一焦点位置与所述第二纳米射流束的第二焦点位置不同。


权利要求11

一种光学系统,包括由具有所述第一折射率为n1的所述第一介电材料组成的介电基质介质和嵌入在所述介电基质介质中的至少一个光学透明器件;所述光学透明器件为根据权利要求1至3中任一项所述的光学透明器件。


权利要求12

根据权利要求11所述的光学系统,其中所述系统进一步包括由具有第四折射率n4的介电衬底制成的支撑层;其中所述至少一个光学透明器件在所述支撑层上。


权利要求13

根据权利要求11所述的光学系统,其中所述至少一个光学透明器件是多个光学透明器件;以及其中所述多个光学透明器件被均匀地分布在所述介电基质介质内以便形成衍射光栅。


权利要求14

根据权利要求11所述的光学系统,其中所述光学透明器件被配置成形成至少第一纳米射流束和第二纳米射流束;其中所述第一纳米射流束的第一焦点位置与所述第二纳米射流束的第二焦点位置不同。


权利要求15

根据权利要求13所述的光学系统,其中对于所述多个光学透明器件中的每个光学透明器件;所述光学透明器件被配置为形成至少第一纳米射流束和第二纳米射流束;其中所述第一纳米射流束的第一焦点位置与所述第二纳米射流束的第二焦点位置不同。


权利要求16

根据权利要求11所述的光学系统,其中;垂直于所述插入件的顶表面的第一对称轴与垂直于所述主体部分的顶表面的第二对称轴偏移。


权利要求17

根据权利要求11所述的光学系统,其中所述主体部分和所述插入件共享至少一个相同的对称轴。


权利要求18

根据权利要求13所述的光学系统,其中垂直于所述插入件的顶表面的第一对称轴与垂直于所述主体部分的顶表面的第二对称轴偏移。


权利要求19

根据权利要求13所述的光学系统,其中所述主体部分和所述插入件共享至少一个相同的对称轴。


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