实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜和光波导光学模组的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36405436发布日期:2023-12-16 11:35阅读:8来源:国知局
实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜和光波导光学模组的制作方法

1.本发明涉及光学透镜技术领域,尤其涉及一种实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜和光波导光学模组



背景技术:

2.近些年来,随着微显示器

先进光学和软硬件技术的发展,
ar

augmented reality
,增强现实)
/vr

virtual reality
,虚拟现实)显示产品也得到了更好的应用:
ar
是一种将计算机生成的虚拟信息与真实世界场景相结合的技术

通过使用
ar
技术,用户可以在现实场景中看到虚拟元素,例如游戏

广告

教育

医疗等领域都有
ar
应用
。ar
技术通常需要使用摄像头和显示器等设备来呈现虚拟信息

3.vr
是一种通过计算机模拟的技术,创造出一个虚拟的环境,让用户感觉自己置身于其中
。vr
技术通常需要使用头戴式显示器

手柄等设备,以及专门的虚拟现实软件来呈现虚拟环境
。vr
技术在游戏

教育

军事

医疗等领域都有应用

4.ar/vr
显示产品高度依赖光波导光学模组的质量,光波导光学模组将视觉信息投射到非常靠近人眼的位置涵盖用户的全角度视野,然而,与人眼之间的这种接近度也放大了用户在远距离下观看时通常无法察觉的显示器缺陷

这些细微的显示器异常包括:图像边缘模糊,透过率低

色差大等



技术实现要素:

5.本发明提供一种实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜和光波导光学模组,用以解决现有技术中图像边缘模糊,透过率低

色差大的技术问题

6.本发明提供一种实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜,包括:圆形基底和基础阵列;圆形基底包括第一侧和第二侧,基础阵列设置在圆形基底的第二侧;基础阵列中包括多个纳米柱;所有纳米柱的高度相同;任一纳米柱均满足唯一的色散相位要求,在圆形基底中心处的相位调控量小于在圆形基底边缘处的相位调控量;其中,图像光线从圆形基底的第一侧射入,图像光线从圆形基底的第二侧射出后变成涡旋光束;涡旋光束能够将图像中相邻区域的灰度值相差大于第一预设数值的边缘加以突出强调;其中,消色差涡旋超透镜的电场强度e(
ω
)表示为:)表示为:;其中,表示消色差涡旋超透镜的环带个数;表示从消色差涡旋超透镜中心计算的第i个环带的半径位移;表示从消色差涡旋超透镜中心计算的第
i-1
个环带的半径位移;表示工作频率;表示散射电场的振幅;表示第i个环带的基本聚焦相位轮廓;e表示相位分布;表示第i个环带的电场强度;表示从所述消色差涡旋
超透镜中心计算的半径位移,表示工作波长;消色差涡旋超透镜的透镜方程表示为:;;其中,表示基本聚焦相位轮廓;表示实现消色差的色散相位;表示从消色差涡旋超透镜中心计算的半径位移;表示工作波长,表示工作波长中的最大波长;表示消色差涡旋超透镜的焦距;表示偏转角度;表示涡旋相位偏移;;;其中,表示从消色差涡旋超透镜中心计算的水平位移;表示从消色差涡旋超透镜中心计算的垂直位移;表示涡旋相位偏移

7.根据本发明提供的一种实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜,相邻的纳米柱中心之间的距离相等

8.根据本发明提供的一种实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜,纳米柱的高度的取值范围是
50nm

1000nm
;纳米柱的横截面图形的最大长度的取值范围是
10nm

200nm
;纳米柱的横截面图形的最大宽度的取值范围是
10nm

200nm。
9.根据本发明提供的一种实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜,纳米柱的横截面图形为圆形

椭圆形

三角形

四边形和六边形中的其中一种

10.本发明还提供一种光波导光学模组,包括:图像光源

第一圆偏振器

第二圆偏振器

衍射光波导和上述的实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜;衍射光波导包括耦入光栅

平板波导和耦出光栅;图像光源用于提供携带有图像信息的图像光线;图像光线依次经过第一圆偏振器

消色差涡旋超透镜和第二圆偏振器后,从耦入光栅耦入到平板波导,耦出光栅用于将在平板波导内传导的图像光线耦出

11.根据本发明提供的一种光波导光学模组,第一圆偏振器为左旋圆偏振器,第二圆偏振器为右旋圆偏振器;或者,第一圆偏振器为右旋圆偏振器,第二圆偏振器为左旋圆偏振器

12.根据本发明提供的一种光波导光学模组,第一圆偏振器为左旋圆偏振器,且第一圆偏振器包括第一线偏振片和第一四分之一波片;第二圆偏振器为右旋圆偏振器,且第二圆偏振器包括第二线偏振片和第二四分之一波片;图像光线依次经过第一线偏振片

第一四分之一波片

消色差涡旋超透镜

第二四分之一波片和第二线偏振片

13.根据本发明提供的一种光波导光学模组,耦入光栅和耦出光栅均为解耦合超构表面光栅

14.本发明提供的实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜和光波导光学模组,实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜包括圆形基底和基础阵列;圆形基底包括第一侧和第二侧,基础阵列设置在圆形基底的第二侧;基础阵列中包括多个纳米柱;所有纳米柱的高度相
同;任一纳米柱均满足唯一的色散相位要求,在圆形基底中心处的相位调控量小于在圆形基底边缘处的相位调控量;图像光线从圆形基底的第一侧射入,从圆形基底的第二侧射出后变成涡旋光束;涡旋光束是具有环形光强分布

确定轨道角动量和螺旋型波前结构的光束;在传输过程中涡旋光束的光束中心具有相位奇点,因此涡旋光束能够将图像中相邻区域的灰度值相差大于第一预设数值的边缘加以突出强调

通过上述方式,本发明利用涡旋超透镜实现聚焦和消色差功能,使得人眼可以接收更多的现实场景;同时能够对图像进行边缘增强,提高图像的清晰度,便于不同的物类型的识别及其分布范围的圈定;并且经边缘增强后的图像能更清晰地显示出现实场景,提高光波导的透过率,使得透过率达到
90%
以上

附图说明
15.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图

16.图1是本发明实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜一实施例的结构示意图;图2是本发明实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜一实施例的侧视结构示意图;图3是本发明消色差涡旋超透镜中纳米柱分布一实施例的俯视示意图;图4是本发明消色差涡旋超透镜的边缘增强对比一实施例的分析示意图;图5是本发明消色差涡旋超透镜的边缘增强对比一实施例的效果示意图;图6是本发明光波导光学模组一实施例的结构示意图;图7是本发明光波导光学模组另一实施例的结构示意图

具体实施方式
17.为使本发明的目的

技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚

完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例

基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围

18.本发明提供一种实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜,请参阅图
1-图2,图1是本发明实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜一实施例的结构示意图,图2是本发明实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜一实施例的侧视结构示意图

19.在本实施例中,实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜包括圆形基底
210
和基础阵列
220。
20.圆形基底
210
包括第一侧和第二侧,基础阵列
220
设置在圆形基底
210
的第二侧;基础阵列
220
中包括多个纳米柱;所有纳米柱的高度相同

基础阵列
220
中纳米柱的数量可以根据实际情况决定,在此不作限定

21.任一纳米柱均满足唯一的色散相位要求,在圆形基底中心处的相位调控量小于在圆形基底边缘处的相位调控量

22.普通的消色差超透镜一般通过局域工程的超原子波导模式
(
或共振模式
)
来补偿色散以实现宽频带的消色差超透镜

然而,这类消色差超透镜的直径尺寸为几十微米,这是因为用超原子可以实现的群延迟有限,限制了它们的实际应用

传统光学镜头存在色差,限制了其成像性能

折射透镜的色差来源于材料的本征色散,这种色散会导致较长的波长在较长的焦距处聚焦

相比较而言,衍射透镜
(
如菲涅耳透镜
)
的聚焦性是色散透镜的
10
倍以上

如此严重的色度主要是由于区域边界处的相不连续造成的

对于较短的波长,它导致较长的焦距

传统光学透镜的形状因子和色差很难同时减小

23.因此在本实施例中,将菲涅尔透镜的环带结构用在消色差涡旋超透镜上,利用焦距和波长的逆联系来补偿色散,提出了一个通用的设计原则来实现大面积

多波长的消色差涡旋超透镜

通过使用上述公式的设计原则,提供一种边缘增强成像的消色差涡旋超透镜

24.具体地,消色差涡旋超透镜的电场强度e(
ω
)表示为:)表示为:;其中,表示消色差涡旋超透镜的环带个数;表示从消色差涡旋超透镜中心计算的第i个环带的半径位移;表示从消色差涡旋超透镜中心计算的第
i-1
个环带的半径位移;表示工作频率;表示散射电场的振幅;表示第i个环带的基本聚焦相位轮廓;e表示相位分布;表示第i个环带的电场强度;表示从所述消色差涡旋超透镜中心计算的半径位移,表示工作波长

25.其中,表示第
i-1
个环带和第i个环带的交界处不连续;焦斑处的电场e(
ω
)由各环带内电场的干扰和n个不同环带的电场的干扰决定

26.本实施例中的消色差原理属于衍射元件消色差,即菲涅尔环带形式

本实施例中的消色差涡旋超透镜需使透镜上的每个纳米柱都实现相位相应,即:每个纳米柱都需要唯一的色散关系

27.消色差涡旋超透镜的中心即圆形基底的中心

可以理解地,在消色差涡旋超透镜的中心处,相位调控量较小;而在消色差涡旋超透镜的边缘处,相位调控量较大

需要说明的是,当在消色差涡旋超透镜中心处,菲涅尔元件的中心环带较宽,多波长匹配难度尚可,各波长可以实现相位调控,但当处于结构向外延展时,随着环带向外延展,环带宽度逐步变窄,也使得相位变换速度加快,最终导致难以在多波长匹配,相位调控点匹配各波长的结构轮廓难以实现

因此,消色差涡旋超透镜的半径取值范围小于或等于
3mm
,优选地,消色差涡旋超透镜的半径取值范围为
2mm~2.5mm。
28.色散是焦距对光波长的依赖关系,在成像系统中,色散会导致图像质量的下降,超透镜是可以被认为是只有一个衍射阶的衍射透镜,本实施例中的消色差涡旋超透镜,结合了纳米柱的色散相位设计,使得消色差涡旋超透镜的每一处均满足相位色散(相位作为波长的函数)

29.在应用时,图像光线从圆形基底的第一侧射入,图像光线从圆形基底的第二侧射出后变成涡旋光束;与经过普通透镜后的光束相比,涡旋光束除了具有自旋角动量还额外具有轨道角动量

即涡旋光束是具有环形光强分布

确定轨道角动量和螺旋型波前结构的光束

30.在传输过程中,涡旋光束的光束中心具有相位奇点,在奇点处光强为零,且无加热效应和无衍射效应;涡旋光束能够将图像中相邻区域的灰度值相差大于第一预设数值的边缘加以突出强调

其中,灰度值可以表现为亮度值或色调

31.其中,突出强调的方式可以是将图像中对象的边缘区域的显示加强,和
/
或将图像中对象的中央区域的显示减弱

32.因此,涡旋光束可以将图像(或影像)相邻区域(或像元)的亮度值(或色调)相差较大的边缘(即影像色调突变或地物类型的边界线)处加以突出强调,经边缘增强后的图像能更清晰地显示出不同的物类型或现象的边界,或线形影像的行迹,以便于不同的物类型的识别及其分布范围的圈定;经边缘增强后的图像能更清晰地显示出现实场景,提高光波导的透过率,使得透过率达到
90%
以上

33.圆形基底
210
和基础阵列
220
均为全介质材料,例如,氮化镓,二氧化硅等

圆形基底
210
和基础阵列
220
的材料可以相同也可以不相同

34.纳米柱的尺寸参数包括纳米柱高度和纳米柱横截面尺寸

纳米柱的尺寸参数是根据纳米柱所在位置所对应的消色差涡旋超透镜的相位要求而设计的

在本实施例中,所有纳米柱的高度相同

因此消色差涡旋超透镜中不同位置的纳米柱横截面尺寸可以不相同,即色差涡旋超透镜中包括不同尺寸的纳米柱

35.可选地,纳米柱的横截面图形为圆形

椭圆形

三角形

四边形和六边形中的其中一种,本领域技术人员可以根据具体情况选择适合的纳米柱图形

优选地,考虑到工艺制造的难度,纳米柱的横截面图形可以为正方形

36.可选地,纳米柱的高度的取值范围是
50nm

1000nm
;纳米柱的横截面图形的最大长度的取值范围是
10nm

200nm
;纳米柱的横截面图形的最大宽度的取值范围是
10nm

200nm。
37.如图2所示,基础阵列
220
中包括三种尺寸的纳米柱,分别是第一纳米柱
221、
第二纳米柱
222
和第三纳米柱
223。
其中第一纳米柱的高度
h1、
第二纳米柱的高度
h2
和第三纳米柱
h3
的高度相等,即
h1=h2=h3。
第一纳米柱的宽度
w1、
第二纳米柱的宽度
w2
和第三纳米柱的宽度
w3
不相等,即
w1≠w2≠w3。
38.在一些实施例中,为了排除纳米柱排布周期对消色差涡旋超透镜的相位影响,可以设置相邻的纳米柱中心之间的距离可以相等

继续参阅图2,相邻的两个第一纳米柱
221
之间的距离为
d1
,相邻的第一纳米柱
221
和第二纳米柱
222
之间的距离为
d2
,相邻的第二纳米柱
222
和第三纳米柱
223
之间的距离为
d3
,即
d1=d2=d3。
39.为了更好地说明消色差涡旋超透镜的纳米柱分布周期以及纳米柱的尺寸参数,请参阅图3,图3是本发明消色差涡旋超透镜中纳米柱分布一实施例的俯视示意图

从图3中可以看出纳米柱的横截面尺寸以及分布周期

40.在本实施例中包括三种尺寸的纳米柱,三种尺寸的纳米柱横截面为三种边长不相等的正方形

根据边长的大小将纳米柱分为第一纳米柱

第二纳米柱和第三纳米柱

41.其中,
a1、a2
是两个第一纳米柱的中心,
b1、b2
是两个第二纳米柱的中心,
c1、c2
是两个第三纳米柱的中心
。l1
是第一纳米柱中心
a1
和第一纳米柱中心
a2
之间的距离,
l2
是第一纳米柱中心
a1
和第二纳米柱中心
b1
之间的距离,
l3
是第二纳米柱中心
b1
和第二纳米柱中心
b2
之间的距离,
l4
是第二纳米柱中心
b2
和第三纳米柱中心
c1
之间的距离,
l5
是第三纳米柱中心
c1
和第三纳米柱中心
c2
之间的距离

42.在本实施例中,所有相邻的纳米柱中心之间的距离均相等,即
l1=l2=l3=l4=l5。
纳米柱横截面的尺寸不影响相邻纳米柱中心之间的距离

43.需要说明的是,在本实施例中的相邻纳米柱是指沿水平方向相邻和沿垂直方向相邻

44.对于单色聚焦或成像,这种涡旋超透镜可以高效率地工作

确定涡旋超透镜的焦距可以计算出相应的相位轮廓

当涡旋超透镜在其他波长下工作,其焦距将这种变化被称为色差效应

为了工作在多个或连续波长中,解决问题的有效方法之一使用连续带宽中的色差集成谐振元件(
iru
)以获取相位,具体地,消色差涡旋超透镜的透镜方程表示为:;;其中,表示基本聚焦相位轮廓;表示实现消色差的色散相位;表示从消色差涡旋超透镜中心计算的半径位移;表示工作波长,表示工作波长中的最大波长;表示消色差涡旋超透镜的焦距;表示偏转角度;表示涡旋相位偏移

45.上述透镜方程可用于设计消色差涡旋超透镜中不同位置的纳米柱相位

透镜方程分成了两部分,设计的工作频带包括至

为了实现消色差,表示基本聚焦相位轮廓,与相关;
iru
可提供不同用于各种波长的相位补偿,通过
pb
阶段设计实现方法的整个连续工作带

46.在一些实施例中,基本聚焦相位轮廓可以表示为:;;其中,表示从消色差涡旋超透镜中心计算的水平位移;表示从消色差涡旋超透镜中心计算的垂直位移;表示涡旋相位偏移

表示涡旋光束的拓扑荷数

47.请参阅图
4-图5,图4是本发明消色差涡旋超透镜的边缘增强对比一实施例的分析示意图,图5是本发明消色差涡旋超透镜的边缘增强对比一实施例的效果示意图

48.如图4所示的虚线为本实施例消色差涡旋超透镜的数据,实线为普通透镜的数据

可以看出,经过普通透镜的光线图像具有三个波峰,以像素位置
280-340
的部分进行分析,
普通透镜对应这区间只包括了一个波峰,代表光线图像中对象中央的显示得到了加强;而本实施例的消色差涡旋超透镜,将一个波峰分成了两个小波峰,中间凹陷,代表对象中央的显示减弱,对象边缘的显示加强,从而使得消色差涡旋超透镜可以实现边缘增强的效果

49.如图5所示,光学图像包括实心的对象“89”,光学图像经过消色差涡旋超透镜的处理后,变成了空心的对象“89”,其中央的显示效果减弱,边缘的显示效果得到加强

50.本实施例的实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜,包括圆形基底和基础阵列;圆形基底包括第一侧和第二侧,基础阵列设置在圆形基底的第二侧;基础阵列中包括多个纳米柱;所有纳米柱的高度相同;任一纳米柱均满足唯一的色散相位要求,在圆形基底中心处的相位调控量小于在圆形基底边缘处的相位调控量;图像光线从圆形基底的第一侧射入,从圆形基底的第二侧射出后变成涡旋光束;涡旋光束是具有环形光强分布

确定轨道角动量和螺旋型波前结构的光束;在传输过程中涡旋光束的光束中心具有相位奇点;涡旋光束能够将图像中相邻区域的灰度值相差大于第一预设数值的边缘加以突出强调

通过上述方式,本实施例利用涡旋超透镜实现聚焦和消色差功能,使得人眼可以接收更多的现实场景;同时能够对图像进行边缘增强,提高图像的清晰度,便于不同的物类型的识别及其分布范围的圈定;并且经边缘增强后的图像能更清晰地显示出现实场景,提高光波导的透过率,使得透过率达到
90%
以上

51.另一方面,本发明还提供一种光波导光学模组

请参阅图6,图6是本发明光波导光学模组一实施例的结构示意图,在本实施例中,光波导光学模组包括图像光源
610、
第一圆偏振器
620、
第二圆偏振器
630、
衍射光波导和上述的实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜
650。
52.由于本实施例的光波导光学模组包含了上述的实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜,因此,本实施例的光波导光学模组具有和上述实施例中实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜类似的技术效果

并且,光波导光学模组可以通过对圆偏振光的调制实现两个偏振复用立体图像的独立投影

53.具体地,衍射光波导包括耦入光栅
641、
平板波导
642
和耦出光栅
643
;图像光源
610
用于提供携带有图像信息的图像光线;图像光线依次经过第一圆偏振器
620、
消色差涡旋超透镜
650
和第二圆偏振器
630
后,从耦入光栅
641
耦入到平板波导
642
,耦出光栅
643
用于将在平板波导
642
内传导的图像光线耦出

54.光波导光学模组可以为
ar
光学模组或者
vr
光学模组

55.其中,图像光源可以是基于
dlp

digital light processing
,数字光处理)技术的图像源
。dlp
技术是要先把影像信号经过二进制数字处理,然后再把光投影出来,因此使得提供的光线可以携带有特定的图像信息

56.在一些实施例中,图像信息可以包括彩色信息,因此图像光线的颜色可以包括绿色

蓝色和红色

具体地,将图像光源发出的光通过转动的色轮过滤为红

绿

蓝三种颜色中的一种,再通过唯一的
dmd
芯片反射形成某一种颜色的图像,最后将多个不同时间

不同颜色的画面叠加在一起,利用人眼的视觉暂留效应形成彩色画面

57.平板波导是指具有平板结构的波导,只在一个方向上导波

可选地,可以在一些衬底上制备折射率高的透明介质层,或者嵌入两个沉底层中而得到

例如,一个薄的掺钕
yag
层可以制备在具有较低折射率的未掺杂的
yag
层上,从而得到平板波导

58.耦出光栅将来自耦入光栅并在平板波导内以全反射方式传导的衍射光沿两个方向出瞳扩展的同时耦出到人眼成像

59.可选地,耦入光栅和耦出光栅均为解耦合超构表面光栅

解耦合超构表面光栅可以使得图像光线在经过其表面上反射或透射时的相位突变,具有表面效应,其相位是非均匀分布的,且随着某个方向梯度变化时,导引至一个斜出射的方向

60.其中,解耦合超构表面光栅可以把图像光线高效地耦合压到平板波导上,同时把图像光线的波前进行再构

解耦合超构表面光栅一方面可以实普通透镜的聚焦功能,产生平行光,另一方面也产生涡旋光,进一步实现边缘增强

61.可选地,第一圆偏振器可以为左旋圆偏振器,第二圆偏振器可以为右旋圆偏振器

62.可选地,第一圆偏振器也可以为右旋圆偏振器,第二圆偏振器也可以为左旋圆偏振器

63.在一些实施例中,第一圆偏振器为左旋圆偏振器,且第一圆偏振器包括第一线偏振片和第一四分之一波片;第二圆偏振器为右旋圆偏振器,且第二圆偏振器包括第二线偏振片和第二四分之一波片;图像光线依次经过第一线偏振片

第一四分之一波片

消色差涡旋超透镜

第二四分之一波片和第二线偏振片

64.请参阅图7,图7是本发明光波导光学模组另一实施例的结构示意图

如图7所示,光波导光学模组包括图像光源
710、
第一圆偏振器
720、
第二圆偏振器
730、
衍射光波导和上述的实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜
750。
65.具体地,衍射光波导包括耦入光栅
741、
平板波导
742
和耦出光栅
743
;第一圆偏振器
720
包括第一线偏振片
721
和第一四分之一波片
722
,且第一线偏振片
721
和第一四分之一波片
722
集成为左旋圆偏振器

66.第二圆偏振器
730
包括第二线偏振片
731
和第二四分之一波片
732
,且第二线偏振片
731
和第二四分之一波片
732
集成为右旋圆偏振器

67.图像光源提供的红绿蓝的三色图像光线依次经过第一线偏振片
721、
第一四分之一波片
722、
消色差涡旋超透镜
750、
第二四分之一波片
732
和第二线偏振片
731
,然后通过耦入光栅
741
进入平板波导
742
,平板波导
742
内以全反射传导的图像光线经耦出光栅
743
后射出

68.继续参阅图7,耦出光栅
743
和眼盒
760
之间的距离为出瞳距
l
,视场角(
field of view

fov
)的大小决定了光波导光学模组的视野范围

69.综上,本实施例的实现边缘增强成像的消色差涡旋超透镜和光波导光学模组,消色差涡旋超透镜包括圆形基底和基础阵列;圆形基底包括第一侧和第二侧,基础阵列设置在圆形基底的第二侧;基础阵列中包括多个纳米柱;所有纳米柱的高度相同;任一纳米柱均满足唯一的色散相位要求,在圆形基底中心处的相位调控量小于在圆形基底边缘处的相位调控量;图像光线从圆形基底的第一侧射入,从圆形基底的第二侧射出后变成涡旋光束;涡旋光束是具有环形光强分布

确定轨道角动量和螺旋型波前结构的光束;在传输过程中涡旋光束的光束中心具有相位奇点;涡旋光束能够将图像中相邻区域的灰度值相差大于第一预设数值的边缘加以突出强调

通过上述方式,本实施例利用涡旋超透镜实现聚焦和消色差功能,使得人眼可以接收更多的现实场景;同时能够对图像进行边缘增强,提高图像的清晰度,便于不同的物类型的识别及其分布范围的圈定;并且经边缘增强后的图像能更清晰
地显示出现实场景,提高光波导的透过率,使得透过率达到
90%
以上

70.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件

基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如
rom/ram、
磁碟

光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法

71.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围

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