(一)本发明属于超构表面超构透镜聚焦成像，具体涉及到一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜及其设计方法。
背景技术：
0、(二)背景技术
1、层析扫描是一种信息成像的方式，由于传统光学系统中存在有限的景深，常采用机械扫描的方式实现层析扫描。随着光学系统正朝向紧凑和稳定的架构发展，机械式方案逐渐受到研究者的关注。超构透镜因其紧凑的尺寸以及强大的调制能力和灵活的设计方式，正在对传统光学成像产生变革性的影响。采用超构透镜的方式进行层析扫描，将极大地缩小传统层析扫描系统的尺寸，有助于提高层析扫描系统的分辨率与稳定性。
2、以青蛙的卵细胞为例，其具有35μm的细胞深度，超构透镜本身虽存在一定的色散，但远远没有达到实际应用的要求。因此通过必要的设计与优化，使超构透镜在可见光波段内扩大色散成像就十分关键。此外，层析扫描的应用场景与其他应用场景不同，物距十分有限，入射光更接近于球面光，为了提高横向分辨率与纵向分辨率，大的数值孔径也十分必要。目前，超构透镜在可见光波段内的设计波长有限，对可见光较长波段工作的超构透镜仍是一个空白。而且较长波段的带宽可以增加层析扫描的扫描深度。因此，研究高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜十分必要。
技术实现思路
0、(三)
技术实现要素：
1、本发明提供了一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜及其设计方法以解决现有技术中存在的无法在可见光较长波段下进行高分辨率层析聚焦成像的问题。
2、为了达到本发明的目的，本发明的技术方案是：一种基于简单微纳结构的高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜，包括基底，所述基底上设置有由多个超构透镜结构单元组成的可见光波段层析聚焦超构透镜，所述超构透镜结构单元结构为长方体结构。
3、进一步的，上述超构透镜结构单元构成复数的阵列。
4、进一步的，上述超构透镜结构单元高h＝0.8μm，长l范围为0.025μm-0.225μm，宽w范围为0.025μm-0.225μm。
5、进一步的，上述基底周期p＝0.25μm。
6、进一步的，上述基底材料为al2o3，所述超构透镜结构单元材料为gan。
7、进一步的，上述一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜的设计方法，选定材料结构后通过有限差分时域方法对可见光波段结构单元仿真优化性能参数，满足相位延迟达到2π，先依据波前重构方程构建超构透镜结构单元，构建好超构透镜结构单元后，求得所有超构透镜结构单元位置以及结构单元结构大小，并根据此数据完成高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜设计。
8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
9、1、本发明结构上采用了长方体结构单元与基底叠置的方式，通过简单长方体结构单元放置在基底上的设计，实现了可见光波段层析聚焦成像，光波通过该结构时，会被各自波段的结构单元调控，同时通过紧凑型简单微纳结构，实现了高分辨率层析聚焦成像，同时集成化程度高。
10、2、本发明所设计的高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜可以实现在达到0.61的高数值孔径的情况下，层析深度可达13μm；同时，该超构透镜的半峰全宽接近甚至小于衍射极限，聚焦成像效果较好。
11、3、本发明的设计方法简单易行，参数设计可调节、范围广，特别适合于大规模的工业化生产设计，为层析成像技术向集成化、小型化的发展提供了思路。可广泛应用于生物医学、显微成像等领域中。
1.一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜，其特征在于：包括基底(1)，所述基底(1)上设置有由多个超构透镜结构单元(2)组成的可见光波段层析聚焦超构透镜，所述超构透镜结构单元(2)结构为长方体结构。
2.根据权利要求1所述的一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜，其特征在于：所述超构透镜结构单元(2)构成复数的阵列。
3.根据权利要求1-2任意一项权利要求所述的一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜，其特征在于：所述超构透镜结构单元(2)高h＝0.8μm，长l范围为0.025μm-0.225μm，宽w范围为0.025μm-0.225μm。
4.根据权利要求1-2任意一项权利要求所述的一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜，其特征在于：所述基底(1)周期p＝0.25μm。
5.根据权利要求3-4所述的一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜，其特征在于：所述基底(1)材料为al2o3，所述超构透镜结构单元(2)材料为gan。
6.根据权利要求1所述的一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜的设计方法，其特征在于：选定材料结构后通过有限差分时域方法对可见光波段结构单元仿真优化性能参数，满足相位延迟达到2π，先依据波前重构方程构建超构透镜结构单元，构建好超构透镜结构单元后，求得所有超构透镜结构单元(2)位置以及结构单元结构大小，并根据此数据完成高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜设计。
7.根据权利要求1所述的一种高数值孔径可见光波段层析聚焦超构透镜，其特征在于：在达到0.61的高数值孔径的情况下，层析深度可达13μm；同时，该超构透镜的半峰全宽接近甚至小于衍射极限，聚焦成像效果较好。
