光学部件及光学器件的制作方法

本发明涉及一种使用超表面结构体的光学部件及使用该光学部件的光学器件。

背景技术：

1、5g通信系统(第5代移动通信系统)及成为下一代通信标准的6g通信系统(第6代移动通信系统)受到关注。

2、为了利用于这种高频带的无线通信，要求高频通信设备中所使用的光学部件的小型化。

3、例如，若为光源，则正在研究谐振隧道二极管(rtd(resonant ttunneli ngddiode))及量子级联激光器(qcl(quantum casecade laser))等小型光源。

4、根据这种趋势，透镜等除了光源以外的光学部件也要求小型化。

5、然而，在通信中使用高频电磁波的无线通信中，以往的硅透镜及棱镜需要使用圆顶状的非常厚的透镜。

6、作为能够解决这种问题的光学部件，提出了利用非专利文献1中所记载的超表面结构体的薄型透镜(超透镜)。

7、超表面结构体通过排列成为谐振器的微细结构体而成，通过对所入射的电磁波赋予所期望的相位特性并使其射出，从而作为透镜等光学部件而发挥作用。

8、这种超表面结构体具有在成为基板的电介质薄膜上排列微细结构体的结构。因此，根据超表面结构体，即使对于高频的电磁波，也能够实现薄型的光学部件。

9、以往技术文献

10、非专利文献

11、非专利文献1：quanlong yang et al.,efficient flat metasurface le ns forterahertz imaging,vol.22,issue 21,pp.25931-25939(2014)

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、在此，根据通信系统的结构，配置光学部件的空间也受到限制。因此，优选为透镜等光学部件的面积较小，以即使在较小的空间也能够设置光学部件。另一方面，还要求光学部件尽量减少光源所射出的电磁波损失。

3、然而，在超表面结构体中，为了防止光源所射出的电磁波的损失，需要与光源所射出的电磁波的束散角相对应的面积，若减小面积，则光源所射出的电磁波的损失变多。

4、在图9中概念性地表示通过超透镜102使光源100所射出的电磁波成为平行光的光学器件。

5、如图9的左侧所示，为了使光源100所射出的电磁波通过超透镜102而无损失地成为平行光，需要具有与超透镜102的焦距f及光源100所射出的电磁波的束散角相对应的面积的超透镜102。

6、另一方面，如图9的右侧所示，若减小超透镜102的面积，则成为使通过超透镜102的外侧的电磁波损失的结果。

7、即，在使用超透镜等的超表面结构体的光学部件中，若减小面积，则会产生所入射的电磁波的损失，相反，为了防止电磁波的损失，需要具有一定面积的光学部件。

8、本发明的目的在于解决这种以往技术的问题点，提供一种能够在使用超表面结构体的光学部件中，抑制电磁波的损失并且实现小型化的光学部件及使用该光学部件的光学器件。

9、用于解决技术课题的手段

10、为了解决该课题，本发明具有以下构成。

11、[1]一种光学部件，其具有：基板；及超表面结构体，设置于基板的至少一个面上的排列了多个微细结构体而成，

12、至少一部分具有曲面形状。

13、[2]根据[1]所述的光学部件，其中，

14、在电磁波从基板的一个面入射时，具有聚光电磁波的功能，曲面形状在所聚光的一侧具有凹面。

15、[3]根据[1]或[2]所述的光学部件，其为透射型透镜或反射型透镜。

16、[4]根据[1]所述的光学部件，其为衍射元件。

17、[5]根据[1]至[4]中任一项所述的光学部件，其中，

18、超表面结构体的对象波长为10μm～1cm。

19、[6]根据[1]至[5]中任一项所述的光学部件，其中，

20、整个表面沿相同方向成为凹面。

21、[7]根据[1]～[5]中任一项所述的光学部件，其具有：平面部；及曲面部，位于平面部的外侧且沿相同方向成为凹状。

22、[8]一种光学器件，其具有[1]至[7]中任一项所述的光学部件及光源。

23、[9]根据[8]所述的光学器件，其中，

24、光学部件具有聚光功能，在将光学部件的焦距设为f[mm]，将光源所射出的电磁波的波长设为λs[mm]时，

25、连接光学部件的中心与光源的线和连接光学部件的端部与光源的线所成的角度θs满足下述关系，

26、θs＞arccos[f/(f+λs/2)]。

27、发明效果

28、根据本发明，能够在使用超表面结构体的光学部件中，抑制电磁波的损失并且实现小型化。

1.一种光学部件，其具有：基板；及超表面结构体，设置于所述基板的至少一个面的排列了多个微细结构体而成，

2.根据权利要求1所述的光学部件，其中，

3.根据权利要求1所述的光学部件，其为透射型透镜或反射型透镜。

4.根据权利要求1所述的光学部件，其为衍射元件。

5.根据权利要求1所述的光学部件，其中，

6.根据权利要求1所述的光学部件，其中，

7.根据权利要求1所述的光学部件，其具有：平面部；及曲面部，位于所述平面部的外侧且沿相同方向成为凹状。

8.一种光学器件，其具有权利要求1至7中任一项所述的光学部件，以及光源。

9.根据权利要求8所述的光学器件，其中，