TW202142898A - 光學裝置 - Google Patents

光學裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202142898A
TW202142898A TW110102664A TW110102664A TW202142898A TW 202142898 A TW202142898 A TW 202142898A TW 110102664 A TW110102664 A TW 110102664A TW 110102664 A TW110102664 A TW 110102664A TW 202142898 A TW202142898 A TW 202142898A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
optical device
metastructure
guide pillars
peripheral guide
area
Prior art date
Application number
TW110102664A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI751004B (zh
Inventor
林國峰
謝錦全
Original Assignee
采鈺科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 采鈺科技股份有限公司 filed Critical 采鈺科技股份有限公司
Publication of TW202142898A publication Critical patent/TW202142898A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI751004B publication Critical patent/TWI751004B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/002—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of materials engineered to provide properties not available in nature, e.g. metamaterials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/02—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

提供一種光學裝置，光學裝置具有一第一區域與一第二區域，第二區域圍繞第一區域。光學裝置包含一基板。光學裝置也包含一第一超穎結構，第一超穎結構設置於基板上且在第二區域中具有複數個第一周邊導柱。光學裝置更包含一第二超穎結構，第二超穎結構設置於基板上且具有複數個第二周邊導柱，第二周邊導柱對應於第一周邊導柱。每個第二周邊導柱在從光學裝置的中心到光學裝置的邊緣的輻射方向上相對於對應的第一周邊導柱具有一第一位移距離。

Description

光學裝置
本揭露實施例是有關於一種光學裝置，且特別是有關於一種包含至少兩個超穎結構(meta-structure)的光學裝置。
一般而言，必須將例如濾色片、聚光透鏡和分光鏡之類的傳統光學透鏡組合在一起以提供特定的功能。此外，為了消除色差效應(chromatic effect)(這會降低其在全色成像應用中的表現)，設計者必須將多個具有相反色散的鏡頭整合在一起。這些傳統光學透鏡可能會造成使用它們的最終設備變得笨重。
近年來，已開發具有聚焦效果的薄透鏡，稱為超穎透鏡(meta-lens)。超穎透鏡具有使用高折射率材料來改變光學相(optical phase)的奈米結構。這種結構相較於傳統光學透鏡大幅地改善了體積和重量。
然而，現有的超穎透鏡並非在各個方面皆令人滿意。
由於一般的超穎透鏡結構具有晶格，且晶格具有恆定(或固定)的間距尺寸，這可能造成相位圖是截斷的(truncated)，從而導致較差的聚光效率或影像失真。
根據本揭露的實施例，提供一種包含至少兩個超穎結構的光學裝置。在一些實施例中，至少一個超穎結構相對於其他超穎結構是偏移的(offset)，從而可提高集光效率，並且可有效地降低影像失真的可能性。
本揭露實施例包含一種光學裝置，光學裝置具有一第一區域與一第二區域，第二區域圍繞第一區域。光學裝置包含一基板。光學裝置也包含一第一超穎結構，第一超穎結構設置於基板上且在第二區域中具有複數個第一周邊導柱。光學裝置更包含一第二超穎結構，第二超穎結構設置於基板上且具有複數個第二周邊導柱，第二周邊導柱對應於第一周邊導柱。每個第二周邊導柱在從光學裝置的中心到光學裝置的邊緣的輻射方向上相對於對應的第一周邊導柱具有一第一位移距離。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。例如，若是本揭露實施例敘述了一第一特徵部件形成於一第二特徵部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵部件與上述第二特徵部件是直接接觸的實施例，亦可能包含了有附加特徵部件形成於上述第一特徵部件與上述第二特徵部件之間，而使上述第一特徵部件與第二特徵部件可能未直接接觸的實施例。
應理解的是，額外的操作步驟可實施於所述方法之前、之間或之後，且在所述方法的其他實施例中，部分的操作步驟可被取代或省略。
此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如「在… 下方」、「下方」、「較低的」、「在… 上方」、「上方」、「較高的」及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵部件與另一個(些)元件或特徵部件之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。
在說明書中，「約」、「大約」、「大抵」之用語通常表示在一給定值或範圍的20%之內，或10%之內，或5%之內，或3%之內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「大抵」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「大抵」之含義。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
以下所揭露之不同實施例可能重複使用相同的參考符號及/或標記。這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。
第1圖顯示根據本揭露一實施例的光學裝置100的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第1圖中可能省略部分部件。
如第1圖所示，光學裝置100可被區分為一第一區域100-1與一第二區域100-2，且第二區域100-2可圍繞第一區域100-1。在一些實施例中，光學裝置100的俯視圖可為具有半徑R的圓形(即，光學裝置100的中心到光學裝置100的邊緣的半徑為R)，且第一區域100-1的中心與第一區域100-1的邊緣之間的距離R1可以是光學裝置100的半徑R的1/3。舉例來說，距離R1可介於約4 μm 至約250 μm，但本揭露實施例並非以此為限。
參照第1圖，光學裝置100包含一基板10，基板10具有一第一表面10T及與第一表面10T相對的一第二表面10B。在一些實施例中，基板10的材料可包含氧化矽(SiO2 )、折射率約為1.5的聚合物(例如，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)、聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)、聚甲基戊烯(polymethylpentene, PMP))或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。在一些實施例中，基板10可為一絕緣層上半導體(semiconductor-on-insulator, SOI)基板。
參照第1圖，光學裝置100包含一第一超穎結構21，第一超穎結構21設置於基板10上。更詳細而言，第一超穎結構21可設置於基板10的第一表面10T上，且在第一區域100-1具有複數個第一中央導柱211，在第二區域100-2中具有複數個第一周邊導柱212(212e)。在一些實施例中，第一中央導柱211的材料與第一周邊導柱212(212e)的材料可包含單晶矽、多晶矽、非晶矽、Si3 N4 、GaP、TiO2 、AlSb、AlAs、AlGaAs、AlGaInP、BP、ZnGeP2 、其他合適的材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，第一中央導柱211與第一周邊導柱212(212e)的頂表面可為圓形，且這些圓形的直徑可以變化。舉例來說，圓形的直徑可以在約0.15 μm至約0.30 μm之間變化，但本揭露實施例並非以此為限。此外，第一中央導柱211與第一周邊導柱212(212e)的高度可為約0.5 μm，但本揭露實施例並非以此為限。第一中央導柱211與第一周邊導柱212(212e)的形狀與尺寸可依實際需求調整。
參照第1圖，光學裝置100包含一第二超穎結構22，第二超穎結構22設置於基板10上。更詳細而言，第二超穎結構22可設置於基板10的第二表面10B上，且具有複數個第二周邊導柱222(222e)。在本實施例中，第二周邊導柱222(222e)設置於第二區域100-2中。在一些實施例中，第二周邊導柱222(222e)的材料可與第一中央導柱211和第一周邊導柱212(212e)的材料相同或相似，在此不多加贅述。
如第1圖所示，第一周邊導柱212(212e)在第二區域100-2中可對應於第二周邊導柱222(222e)。此外，每個第二周邊導柱222(例如，第二周邊導柱222e)在從光學裝置100的中心到光學裝置100的邊緣的輻射方向D上相對於對應的第一周邊導柱212(例如，第一周邊導柱212e)可具有一第一位移距離d1。
在一些實施例中，兩個相鄰的第一周邊導柱212(或兩個相鄰的第一中央導柱211)可具有一第一間距P1，且第一位移距離d1可大於0且小於第一間距P1(即0＜d1＜P1)。舉例來說，第一位移距離d1可為P1/2，但本揭露實施例並非以此為限。
亦即，根據本揭露的實施例，在光學裝置100的第二區域100-2中，第二超穎結構22可相對於第一超穎結構21偏移。
如第1圖所示，在沿著平行於輻射方向D的線A-A’所切的光學裝置100的剖面圖中，在光學裝置100的第一區域100-1中可至少有八個第一中央導柱211。舉例來說，在光學裝置100的第一區域100-1中可至少有三十二個、二十個、十六個等第一中央導柱211，但本揭露實施例並非以此為限。
一般而言，當將光發射到傳統光學裝置中時，在遠離傳統光學裝置的中心的區域中可能發生相位截斷(phase truncation)，從而導致較差的聚光效率或影像失真。根據本揭露的實施例，由於在光學裝置100的第二區域100-2(即遠離中心的區域)中，第二超穎結構22可相對於第一超穎結構21偏移，因此可防止相位截斷，從而可提高集光效率，並且可有效地降低影像失真的可能性。
在一些實施例中，光可從第二超穎結構22進入光學裝置100中並從第一超穎結構21射出，但本揭露實施例並非以此為限。此外，在第1圖所示的實施例中，第二超穎結構22在光學裝置100的第一區域100-1中不具有導柱，但本揭露實施例並非以此為限。
第2圖顯示根據本揭露另一實施例的光學裝置102的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第2圖中可能省略部分部件。
參照第2圖，光學裝置102包含一基板10，基板10具有一第一表面10T及與第一表面10T相對的一第二表面10B。光學裝置102也包含一第一超穎結構21，第一超穎結構21設置於基板10的第一表面10T上，且第一超穎結構21在第一區域102-1中具有複數個第一中央導柱211(211e)，在第二區域102-2中具有複數個第一周邊導柱212(212e)。光學裝置102更包含一第二超穎結構22’，第二超穎結構22’設置於基板10的第二表面10B上，且第二超穎結構22’在第二區域102-2中具有複數個第二周邊導柱222(222e)。
與第1圖所示的光學裝置100的不同之處在於，光學裝置102的第二超穎結構22’在第一區域102-1中更具有複數個第二中央導柱221(221e)。
如第2圖所示，在一些實施例中，第二中央導柱221(221e)在第一區域102-1中可對應於第一中央導柱211(211e)。此外，每個第二中央導柱221(例如，第二中央導柱221e)在第一區域102-1中可與對應的第一中央導柱211(例如，第一中央導柱211e)對齊。
類似地，在第二區域102-2中，每個第二周邊導柱222(例如，第二周邊導柱222e)在輻射方向D上相對於對應的第一周邊導柱212(例如，第一周邊導柱212e)可具有一第一位移距離d1。此外，如第2圖所示，兩個相鄰的第一周邊導柱212(或兩個相鄰的第一中央導柱211)可具有一第一間距P1，且第一位移距離d1可大於0且小於第一間距P1(即0＜d1＜P1)。舉例來說，第一位移距離d1可為P1/2，但本揭露實施例並非以此為限。
第3圖顯示根據本揭露另一實施例的光學裝置104的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第3圖中可能省略部分部件。
參照第3圖，光學裝置104包含一基板10，基板10具有一第一表面10T及與第一表面10T相對的一第二表面10B。光學裝置104也包含一第一超穎結構21，第一超穎結構21設置於基板10的第一表面10T上，且第一超穎結構21在第一區域104-1中具有複數個第一中央導柱211(211e)，在第二區域104-2中具有複數個第一周邊導柱212(212e)。光學裝置104更包含一第二超穎結構22，第二超穎結構22設置於基板10上，且第二超穎結構22在第二區域104-2中具有複數個第二周邊導柱222(222e)。
與第1圖所示的光學裝置100的不同之處在於，光學裝置104的第二超穎結構22也可設置於基板10的第一表面10T上。亦即，光學裝置104的第一超穎結構21與第二超穎結構22可設置於基板10的相同側。在第3圖所示的實施例中，該第二超穎結構22設置於基板10與第一超穎結構21之間，但本揭露實施例並非以此為限。
如第3圖所示，光學裝置104可進一步包含一保護層30，保護層30設置於第一超穎結構21與第二超穎結構22之間。更詳細而言，保護層30可設置於第一超穎結構21的第一中央導柱211之間及第一周邊導柱212(212e)之間，且保護層30也可設置於第二超穎結構22的第二周邊導柱222(222e)之間，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，第一超穎結構21的第一中央導柱211與第一周邊導柱212(212e)的折射率(或第二超穎結構22的第二周邊導柱222(222e)的折射率)可介於約1.8至約5.2(例如折射率為1.8)，且保護層30的折射率與第一超穎結構21的第一周邊導柱212(212e)(或第一中央導柱211)的折射率(或第二超穎結構22的第二周邊導柱222(222e)的折射率)的差值可大於0.3且小於5.0。
在一些實施例中，保護層30的折射率可小於第一超穎結構21的第一周邊導柱212(212e)(或第一中央導柱211)的折射率(或第二超穎結構22的第二周邊導柱222(222e)的折射率)。舉例來說，保護層30的折射率可介於約1.2至約1.7，且保護層30的材料可包含有機材料(例如，PMMA、PDMS、PMP)、SiO2 、MgO、Al2 O3 、GeO2 、BeO、其他合適的材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，保護層30的折射率可大於第一超穎結構21的第一周邊導柱212(212e)(或第一中央導柱211)的折射率(或第二超穎結構22的第二周邊導柱222(222e)的折射率)。舉例來說，保護層30的折射率可介於約2.0至約5.2，且保護層30的材料可包含SiN、TiO2 、SiH、GaN、HfO2 、GaP、InP、GaSe、PbTe、PbSe、其他合適的材料或其組合，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些實施例中，射入光學裝置104的光可具有一波長λ，第一超穎結構21與第二超穎結構22之間的距離d2可大於光的波長λ且小於光的波長λ的20倍(即λ＜d2＜20λ)，但本揭露實施例並非以此為限。
類似地，在第二區域104-2中，每個第二周邊導柱222(例如，第二周邊導柱222e)在輻射方向D上相對於對應的第一周邊導柱212(例如，第一周邊導柱212e)可具有一第一位移距離d1。此外，如第3圖所示，兩個相鄰的第一周邊導柱212(或兩個相鄰的第一中央導柱211)可具有一第一間距P1，且第一位移距離d1可大於0且小於第一間距P1(即0＜d1＜P1)。舉例來說，第一位移距離d1可為P1/2，但本揭露實施例並非以此為限。在第3圖所示的實施例中，第二超穎結構22在光學裝置104的第一區域104-1中不具有導柱，但本揭露實施例並非以此為限。
在一些其他的實施例中，光學裝置104的第二超穎結構22也可具有第二中央導柱(未繪示)。此外，每個第二中央導柱在第一區域104-1中可與對應的第一中央導柱211對齊。
第4圖顯示根據本揭露另一實施例的光學裝置106的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第4圖中可能省略部分部件。
參照第4圖，光學裝置106包含一基板10。光學裝置106也包含一第一超穎結構21，第一超穎結構21設置於基板10上，且第一超穎結構21在第一區域106-1中具有複數個第一中央導柱211，在第二區域106-2中具有複數個第一周邊導柱212。光學裝置106更包含一第二超穎結構22，第二超穎結構22設置於基板10上，且第二超穎結構22在第二區域106-2中具有複數個第二周邊導柱222。
與第3圖所示的光學裝置104的不同之處在於，光學裝置106的第一超穎結構21設置於基板10與第二超穎結構22之間，其他相似之處在此不多加贅述。
第5圖顯示根據本揭露另一實施例的光學裝置108的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第5圖中可能省略部分部件。
參照第5圖，與第3圖所示的光學裝置104的不同之處在於，光學裝置108可被區分為一第一區域108-1、一第二區域108-2與一第三區域108-3，第二區域108-2圍繞第一區域108-1，第三區域108-3圍繞第二區域108-2；光學裝置108可進一步包含一第三超穎結構23，第三超穎結構23設置於基板10上，且第三超穎結構23在第三區域108-3中具有複數個第三周邊導柱233(233e)。
類似地，光學裝置108可包含一第一超穎結構21，第一超穎結構21設置於基板10上，且第一超穎結構21在第一區域108-1中具有複數個第一中央導柱211，在第二區域108-2中具有複數個第一周邊導柱212。光學裝置108也可包含一第二超穎結構22，第二超穎結構22設置於基板10上，且第二超穎結構22在第二區域108-2中具有複數個第二周邊導柱222。此外，第一超穎結構21的第一周邊導柱212可進一步設置於第三區域108-3中，而第二超穎結構22的第二周邊導柱223(223e)可進一步設置於第三區域108-3中。
如第5圖所示，第一超穎結構21設置於基板10與第二超穎結構22之間，而第二超穎結構22設置於第一超穎結構21與第三超穎結構23之間，但本揭露實施例並非以此為限。
類似地，在第二區域108-2(與第三區域108-3)中，每個第二周邊導柱222(223、223e)在輻射方向D上相對於對應的第一周邊導柱212可具有一第一位移距離。
在本實施例中，在第三區域108-3中，每個第三周邊導柱233(例如，第三周邊導柱233e)在輻射方向D上相對於對應的第二周邊導柱223(例如，第二周邊導柱223e)可具有一第二位移距離d3。此外，如第5圖所示，兩個相鄰的第一周邊導柱212(或兩個相鄰的第一中央導柱211)可具有一第一間距P1，且第二位移距離d3可大於0且小於第一間距P1(即0＜d3＜P1)。舉例來說，第二位移距離d3可為P1/3，但本揭露實施例並非以此為限。
亦即，根據本揭露的實施例，在光學裝置108的第二區域108-2與第三區域108-3中，第二超穎結構22可相對於第一超穎結構21偏移，而在光學裝置108的第三區域108-3中，第三超穎結構23可相對於第二超穎結構22偏移。
如第5圖所示，光學裝置108可進一步包含一保護層30，保護層30設置於第一超穎結構21與第二超穎結構22之間，並設置於第二超穎結構22與第三超穎結構23之間。更詳細而言，保護層30可設置於第一超穎結構21的第一中央導柱211之間及第一周邊導柱212之間，保護層30也可設置於第二超穎結構22的第二周邊導柱222(223、223e)之間，保護層30還可設置於第三超穎結構23的第三周邊導柱233(233e)之間，但本揭露實施例並非以此為限。
再者，射入光學裝置108的光可具有一波長λ，第一超穎結構21與第二超穎結構22之間的距離(或第二超穎結構22與第三超穎結構23之間的距離)可大於光的波長λ且小於光的波長λ的20倍，但本揭露實施例並非以此為限。
綜上所述，由於根據本揭露實施例的光學裝置可包含至少一個超穎結構在遠離光學裝置的中心的區域相對於其他超穎結構是偏移的，可防止相位截斷，從而可提高集光效率，並且可有效地降低影像失真的可能性。
以上概述數個實施例的部件，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的觀點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。
整份說明書對特徵、優點或類似語言的引用，並非意味可以利用本揭露實現的所有特徵和優點應該或者可以在本揭露的任何單個實施例中實現。相對地，涉及特徵和優點的語言被理解為其意味著結合實施例描述的特定特徵、優點或特性包括在本揭露的至少一個實施例中。因而，在整份說明書中對特徵和優點以及類似語言的討論可以但不一定代表相同的實施例。
再者，在一個或多個實施例中，可以任何合適的方式組合本揭露的所描述的特徵、優點和特性。根據本文的描述，相關領域的技術人員將意識到，可在沒有特定實施例的一個或多個特定特徵或優點的情況下實現本揭露。在其他情況下，在某些實施例中可辨識附加的特徵和優點，這些特徵和優點可能不存在於本揭露的所有實施例中。
100,102,104,106,108:光學裝置 100-1,102-1,104-1,106-1,108-1:第一區域 100-2,102-2,104-2,106-2,108-2:第二區域 108-3:第三區域 10:基板 10T:第一表面 10B:第二表面 21:第一超穎結構 211:第一中央導柱 212,212e:第一周邊導柱 22,22’:第二超穎結構 221,221e:第二中央導柱 222,222e,223,223e:第二周邊導柱 23:第三超穎結構 233,233e:第三周邊導柱 30:保護層 A-A’:線 D:輻射方向 d1:第一位移距離 d2:第一超穎結構與第二超穎結構之間的距離 d3:第二位移距離 P1:第一間距 R:半徑 R1:距離
以下將配合所附圖式詳述本揭露實施例。應注意的是，各種特徵部件並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，元件的尺寸可能經放大或縮小，以清楚地表現出本揭露實施例的技術特徵。 第1圖顯示根據本揭露一實施例的光學裝置的部分剖面圖。 第2圖顯示根據本揭露另一實施例的光學裝置的部分剖面圖。 第3圖顯示根據本揭露另一實施例的光學裝置的部分剖面圖。 第4圖顯示根據本揭露另一實施例的光學裝置的部分剖面圖。 第5圖顯示根據本揭露另一實施例的光學裝置的部分剖面圖。
100:光學裝置
100-1:第一區域
100-2:第二區域
10:基板
10T:第一表面
10B:第二表面
21:第一超穎結構
211:第一中央導柱
212,212e:第一周邊導柱
22:第二超穎結構
222,222e:第二周邊導柱
A-A’:線
D:輻射方向
d1:第一位移距離
P1:第一間距
R:半徑
R1:距離

Claims (12)

  1. 一種光學裝置，具有一第一區域與一第二區域，該第二區域圍繞該第一區域，該光學裝置包括： 一基板； 一第一超穎結構，設置於該基板上，且在該第二區域中具有複數個第一周邊導柱； 一第二超穎結構，設置於該基板上，且具有複數個第二周邊導柱，該些第二周邊導柱對應於該些第一周邊導柱； 其中每該第二周邊導柱在從該光學裝置的中心到該光學裝置的邊緣的一輻射方向上相對於該些第一周邊導柱中對應的一個具有一第一位移距離。
  2. 如請求項1之光學裝置，其中該基板具有一第一表面及與該第一表面相對的一第二表面，該第一超穎結構設置於該第一表面上，而該第二超穎結構設置於該第一表面或該第二表面上。
  3. 如請求項1之光學裝置，其中兩個相鄰的第一周邊導柱具有一第一間距，該第一位移距離大於0且小於該第一間距。
  4. 如請求項1之光學裝置，其中該第一超穎結構在該第一區域中更具有複數個第一中央導柱，在該光學裝置沿著平行於該輻射方向的線所切的一剖面中，該些第一中央導柱的數量至少為八個，且該第一區域的中心至該第一區域的邊緣的距離介於4 μm至250 μm。
  5. 如請求項1之光學裝置，其中該第一超穎結構在該第一區域中更具有複數個第一中央導柱，在該光學裝置沿著平行於該輻射方向的線所切的一剖面中，該些第一中央導柱的數量至少為八個，且該第二超穎結構在該第一區域中不具有導柱。
  6. 如請求項1之光學裝置，其中該第一超穎結構在該第一區域中更具有複數個第一中央導柱，在該光學裝置沿著平行於該輻射方向的線所切的一剖面中，該些第一中央導柱的數量至少為八個，該第二超穎結構在該第一區域中更具有複數個第二中央導柱，該些第二中央導柱對應於該些第一中央導柱，且每該第二中央導柱與該些第一中央導柱中對應的一個對齊。
  7. 如請求項1之光學裝置，其中該第二超穎結構設置於該第一超穎結構上或設置於該基板與該第一超穎結構之間，且該光學裝置進一步包括： 一保護層，設置於該第一超穎結構與該第二超穎結構之間， 其中該保護層設置於該些第一周邊導柱之間以及該些第二周邊導柱之間。
  8. 如請求項7之光學裝置，其中射入該光學裝置的光具有一波長，該第一超穎結構與該第二超穎結構之間的距離大於該波長且小於該波長的20倍。
  9. 如請求項7之光學裝置，其中該保護層的折射率與每該第一周邊導柱的折射率的差值大於0.3且小於5.0，該保護層的折射率小於每該第一周邊導柱的折射率，且該保護層的材料包括PMMA、PDMS、PMP、SiO2 、MgO、Al2 O3 、GeO2 或BeO。
  10. 如請求項7之光學裝置，其中該保護層的折射率與每該第一周邊導柱的折射率的差值大於0.3且小於5.0，該保護層的折射率大於每該第一周邊導柱的折射率，且該保護層的材料包括SiN、TiO2 、SiH、GaN、HfO2 、GaP、InP、GaSe、PbTe或PbSe。
  11. 如請求項1之光學裝置，其中該光學裝置更具有一第三區域，該第三區域圍繞該第二區域，且該光學裝置進一步包括： 一第三超穎結構，設置於該基板上，且在該第三區域中具有複數個第三周邊導柱，該些第三周邊導柱對應於該些第二周邊導柱； 其中每該第三周邊導柱在該輻射方向上相對於該些第二周邊導柱中對應的一個具有一第二位移距離，兩個相鄰的第一周邊導柱具有一第一間距，且該第二位移距離大於0且小於該第一間距。
  12. 如請求項1之光學裝置，其中該光學裝置更具有一第三區域，該第三區域圍繞該第二區域，且該光學裝置進一步包括： 一第三超穎結構，設置於該基板上，其中該第一超穎結構設置於該基板與該第二超穎結構之間，而該第二超穎結構設置於該第一超穎結構與該第三超穎結構之間，該第三超穎結構在該第三區域中具有複數個第三周邊導柱，該些第三周邊導柱對應於該些第二周邊導柱，每該第三周邊導柱在該輻射方向上相對於該些第二周邊導柱中對應的一個具有一第二位移距離；及 一保護層，設置於該第一超穎結構與該第二超穎結構之間，並設置於該第二超穎結構與該第三超穎結構之間。
TW110102664A 2020-05-04 2021-01-25 光學裝置 TWI751004B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/865,692 2020-05-04
US16/865,692 US11726234B2 (en) 2020-05-04 2020-05-04 Optical device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202142898A true TW202142898A (zh) 2021-11-16
TWI751004B TWI751004B (zh) 2021-12-21

Family

ID=78292738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110102664A TWI751004B (zh) 2020-05-04 2021-01-25 光學裝置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11726234B2 (zh)
JP (1) JP7004783B2 (zh)
CN (1) CN113608284B (zh)
TW (1) TWI751004B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117406401B (zh) * 2023-12-16 2024-03-08 武汉二元科技有限公司 一种折超混合的手机外置镜头

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010116460A1 (ja) 2009-03-30 2010-10-14 富士通株式会社 光素子及びその製造方法
US9995930B2 (en) * 2015-04-08 2018-06-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Focusing device comprising a plurality of scatterers and beam scanner and scope device
WO2016168173A1 (en) * 2015-04-14 2016-10-20 California Institute Of Technology Multi-wavelength optical dielectric metasurfaces
CN114019596A (zh) * 2015-09-08 2022-02-08 华盛顿大学 低对比度的基于氮化硅的超颖表面
KR102133320B1 (ko) 2015-10-09 2020-07-14 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 검사 및 계측을 위한 방법 및 장치
WO2017140528A1 (en) 2016-02-19 2017-08-24 Asml Netherlands B.V. Method of measuring a structure, inspection apparatus, lithographic system, device manufacturing method and wavelength-selective filter for use therein
KR20180037423A (ko) * 2016-10-04 2018-04-12 삼성전자주식회사 회전형 가변 초점 평면 렌즈
US11194082B2 (en) * 2016-12-20 2021-12-07 President And Fellows Of Harvard College Ultra-compact, aberration corrected, visible chiral spectrometer with meta-lenses
US10466394B2 (en) 2017-01-27 2019-11-05 Magic Leap, Inc. Diffraction gratings formed by metasurfaces having differently oriented nanobeams
CN106773508B (zh) 2017-02-15 2022-05-24 天津长瑞大通流体控制系统有限公司 一种用裸眼观看3d影像的拍摄系统及使用方法
WO2018204856A1 (en) 2017-05-04 2018-11-08 President And Fellows Of Harvard College Meta-lens doublet for aberration correction
DE112018002811T5 (de) * 2017-06-02 2020-02-13 President And Fellows Of Harvard College Planare achromatische und dispersionsspezifische meta-oberflächen im sichtbaren spektrum
CN107315206B (zh) 2017-06-23 2019-03-22 南京大学 基于全介质超表面结构的高效红外光学透镜及其制备方法
KR102464366B1 (ko) 2017-07-31 2022-11-07 삼성전자주식회사 메타 프로젝터 및 이를 포함하는 전자 장치
CN109557666B (zh) 2017-09-27 2023-05-23 北京翠鸟视觉科技有限公司 近眼光学成像系统、近眼显示装置及头戴式显示装置
CN111316168B (zh) 2017-10-31 2022-04-01 Asml荷兰有限公司 量测设备、测量结构的方法、器件制造方法
KR102444288B1 (ko) * 2017-11-08 2022-09-16 삼성전자주식회사 메타 렌즈를 포함하는 프로젝터
US10365535B2 (en) 2017-12-18 2019-07-30 Intel Corporation Broadband flat optical elements and methods of manufacture
JP7025280B2 (ja) * 2018-05-08 2022-02-24 浜松ホトニクス株式会社 メタレンズユニット、半導体故障解析装置、及び半導体故障解析方法
CN110455418B (zh) * 2019-08-20 2020-10-23 西安电子科技大学 用于红外探测器非均匀性校正的超构透镜阵列及方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7004783B2 (ja) 2022-01-21
CN113608284A (zh) 2021-11-05
JP2021177232A (ja) 2021-11-11
CN113608284B (zh) 2023-03-07
TWI751004B (zh) 2021-12-21
US20210341648A1 (en) 2021-11-04
US11726234B2 (en) 2023-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11747524B2 (en) Meta lens and optical apparatus including the same
US11567240B2 (en) Multilayered meta lens and optical apparatus including the same
US11815703B2 (en) Meta-lens and optical apparatus including the same
KR101214906B1 (ko) 칼라 분할 광학 장치 및 그것이 적용된 이미지 장치
US7821715B2 (en) Diffractive optical element
KR102654574B1 (ko) 프리즘-강화 렌즈 및 프리즘-강화 렌즈 사용 방법
TWI665487B (zh) 定焦鏡頭
JP2005062692A (ja) カラー表示装置、光学素子、およびカラー表示装置の製造方法
US20230221489A1 (en) Metasurface optical device and optical apparatus
US20100134889A1 (en) Diffractive optical element, optical system and optical apparatus
US20230236414A1 (en) Metasurface optical device, optical apparatus, preparation method for metasurface optical device
TWI751004B (zh) 光學裝置
KR20200067074A (ko) 메타 렌즈 및 이를 포함하는 광학 장치
JP7486357B2 (ja) 光学レンズアセンブリ及びヘッドマウント式表示装置
CN109946819B (zh) 一种用于监控的光学系统
CN113348400B (zh) 多通道近距成像装置
JPH11271513A (ja) 回折光学素子
US11899223B2 (en) Optical device
US11662525B1 (en) Optical system
JP2020067649A (ja) 光学素子
JP2024056528A (ja) メタサーフェス光学素子
CN112946803A (zh) 光学元件