本公开涉及光学系统的，尤其涉及一种用于点阵投射的超透镜及包含其的点阵投射装置。
背景技术：
1、在基于超透镜产生点阵的设计方案中，现有技术所提供的超透镜在投射点阵时通常会携带一定强度的背景噪声，同时，在实际加工时工艺偏差会进一步增强背景噪声。背景噪声大的点阵的对比度以及信噪比均较低，进而导致其应用范围较小。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本申请提供了一种用于点阵投射的超透镜及包含其的点阵投射装置，本申请所提供的超透镜所投射点阵可以极大程度地降低背景噪声，理论上可以不产生任何背景噪声，因而极大程度地提高了点阵的对比度以及信噪比，提高了点阵的应用范围。
2、本申请实施例的第一方面提供了一种用于点阵投射的超透镜，所述超透镜被配置为提供复制衍射相位，所述复制衍射相位用于对光源阵列的发射光进行复制投射，以得到目标点阵；
3、所述目标点阵包括多个阵列排列的单元点阵；在频域中，每一个所述单元点阵的图样与光源阵列的图样保持一致，并且，所述单元点阵沿频域中的目标方向周期性排列；
4、所述超透镜包括多个周期性排列的单元晶胞，所述单元晶胞为所述超透镜用于实现点阵投射的最小结构单元，所述单元晶胞包括至少一个微纳结构单元；所述单元晶胞的周期性排列方向，垂直于所述目标方向。
5、可选地，所述目标方向仅包含频域中的第一方向；所述单元晶胞至少在垂直于所述第一方向的方向上周期性排列。
6、可选地，所述目标方向包括频域中的第一方向以及第二方向，所述第一方向与所述第二方向互不平行；
7、所述单元晶胞的周期性排列方向包括第三方向和第四方向；其中，所述第三方向垂直于所述第一方向，所述第四方向垂直于所述第二方向。
8、可选地，所述超透镜满足：
9、
10、其中，du'为所述单元晶胞在所述第四方向上的排列周期，于所述第一方向上进行投影所得的投影距离；δu'为所述单元点阵在所述第一方向上的排列周期；dv'为所述单元晶胞在所述第三方向上的排列周期，于所述第二方向上进行投影所得的投影距离；δv'为所述单元点阵在所述第二方向上的排列周期。
11、可选地，所述微纳结构单元分别沿所述第三方向和所述第四方向周期性排列；所述超透镜满足：
12、
13、其中，pu'为所述微纳结构单元在所述第四方向上的排列周期，于所述第一方向上进行投影所得的投影距离；pv'为所述微纳结构单元在所述第三方向上的排列周期，于所述第二方向上进行投影所得的投影距离；m为正整数；n为正整数；λ为所述发射光的中心波长。
14、可选地，所述超透镜还被配置为提供准直相位，所述准直相位基于所述超透镜的有效焦距，对所述光源阵列的发射光进行准直。
15、可选地，所述超透镜满足：
16、
17、其中，fl为所述超透镜的有效焦距；l1为所述光源阵列的第一边长；l2为所述光源阵列的第二边长，所述第二边长的方向与所述第二方向平行；δu'为所述单元点阵在所述第一方向上的排列周期；δv'为所述单元点阵在所述第二方向上的排列周期；θu为所述第一方向与所述第一边长的方向之间的夹角；θv为所述第二方向与所述第二边长的方向之间的夹角；λ为所述发射光的中心波长。
18、本申请的第二方面提供了一种点阵投射装置，所述点阵投射装置包括：光源阵列；如上述实施例所提供的超透镜。
19、可选地，所述点阵投射装置包括用于提供准直相位的准直元件；所述准直相位基于所述准直元件的有效焦距，对所述光源阵列的发射光进行准直。
20、可选地，所述准直元件的有效焦距满足：
21、
22、其中，fl为所述准直元件的有效焦距；l1为所述光源阵列的第一边长；l2为所述光源阵列的第二边长，所述第二边长的方向与所述第二方向平行；δu'为所述单元点阵在所述第一方向上的排列周期；δv'为所述单元点阵在所述第二方向上的排列周期；θu为所述第一方向与所述第一边长的方向之间的夹角；θv为所述第二方向与所述第二边长的方向之间的夹角；λ为所述发射光的中心波长。
23、可选地，所述准直元件为所述超透镜。
24、可选地，所述准直元件为准直透镜组；所述准直透镜组被设置于所述超透镜与所述光源阵列之间；所述准直透镜组包括至少一片透镜。
25、本申请实施例中，超透镜的单元晶胞的排列方向，垂直于频域中的目标方向，即，垂直于单元点阵在频域中的周期性排列方向。通过将单元晶胞的排列方向配置为垂直于单元点阵在频域中的周期性排列方向，超透镜投射所得的目标点阵几乎不具有背景噪声，甚至于理论上来说完全不具有背景噪声，由此提高了点阵的对比度以及信噪比，进而提高了点阵的应用范围。
1.一种用于点阵投射的超透镜，其特征在于，所述超透镜被配置为提供复制衍射相位，所述复制衍射相位用于对光源阵列的发射光进行复制投射，以得到目标点阵；
2.根据权利要求1所述的超透镜，其特征在于，所述目标方向仅包含频域中的第一方向；所述单元晶胞至少在垂直于所述第一方向的方向上周期性排列。
3.根据权利要求1所述的超透镜，其特征在于，所述目标方向包括频域中的第一方向以及第二方向，所述第一方向与所述第二方向互不平行；
4.根据权利要求3所述的超透镜，其特征在于，所述超透镜满足：
5.根据权利要求4所述的超透镜，其特征在于，所述微纳结构单元分别沿所述第三方向和所述第四方向周期性排列；所述超透镜满足：
6.根据权利要求3所述的超透镜，其特征在于，所述超透镜还被配置为提供准直相位，所述准直相位基于所述超透镜的有效焦距，对所述光源阵列的发射光进行准直。
7.根据权利要求6所述的超透镜，其特征在于，所述超透镜满足：
8.一种点阵投射装置，其特征在于，所述点阵投射装置包括：光源阵列；如权利要求1-5任一项所述的超透镜。
9.根据权利要求8所述的点阵投射装置，其特征在于，所述点阵投射装置包括用于提供准直相位的准直元件；所述准直相位基于所述准直元件的有效焦距，对所述光源阵列的发射光进行准直。
10.根据权利要求9所述的点阵投射装置，其特征在于，所述准直元件的有效焦距满足：
11.根据权利要求9所述的点阵投射装置，其特征在于，所述准直元件为所述超透镜。
12.根据权利要求9所述的点阵投射装置，其特征在于，所述准直元件为准直透镜组；所述准直透镜组被设置于所述超透镜与所述光源阵列之间；所述准直透镜组包括至少一片透镜。
