該聲學超材料未來在聲學隱身、聲學吸波、聲波通信及其他各類聲學器件中具有很多潛在應用。技術實現要素：實用新型目的：本實用新型提供一種可實時調控、多功能、結構簡單、低成本、易于加工的旋轉可調的二維聲學超材料透鏡。技術方案：為實現上述實用新型目的，本實用新型采用以下技術方案：一種旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡，包括基底材料層以及等間隔鑲嵌在基底材料層上的若干c型單元超材料陣列，c型單元超材料陣列由若干個c型單元結構周期性排列而成。可選的，c型單元結構為亞波長單元結構，且c型單元結構為各向異性的超材料單元?？蛇x的，每個c型單元結構由電機控制旋轉角度，不同的旋轉角度下c型單元結構獲得不同的折射率值，...

圖3示出了根據實施例的光源202或者光源202的至少一部分的自頂向下的視圖。光源202包括襯底302，該襯底具有布置在襯底302的表面上的多個vcsel結構304。在一些實施例中，襯底302可以是：包括第iv族半導體材料(例如，si、ge、sige)、第iii-v族半導體材料(例如，gaas、gaassb、gaasin)、和/或根據本公開將明白的任何一種或多種其他適當材料的大塊襯底；絕緣體上的x(xoi)結構，其中，x是前述材料(例如，第iv和/或iii-v族半導體材料)之一，絕緣體材料是氧化物材料或介電材料或者一些其他電絕緣材料，從而xoi結構包括兩個半導體層之間的電絕緣材料層；或者一些其他...

該聲學超材料未來在聲學隱身、聲學吸波、聲波通信及其他各類聲學器件中具有很多潛在應用。技術實現要素：實用新型目的：本實用新型提供一種可實時調控、多功能、結構簡單、低成本、易于加工的旋轉可調的二維聲學超材料透鏡。技術方案：為實現上述實用新型目的，本實用新型采用以下技術方案：一種旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡，包括基底材料層以及等間隔鑲嵌在基底材料層上的若干c型單元超材料陣列，c型單元超材料陣列由若干個c型單元結構周期性排列而成。可選的，c型單元結構為亞波長單元結構，且c型單元結構為各向異性的超材料單元?？蛇x的，每個c型單元結構由電機控制旋轉角度，不同的旋轉角度下c型單元結構獲得不同的折射率值，...

本實用新型涉及一種多功能聲學超材料透鏡，特別涉及一種旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡。背景技術：近年來，隨著新型人工電磁材料(metamaterials)的發展，這種人造材料的有趣性質越發受到關注。類比于電磁超材料，聲學超材料也有許多自然界不存在的奇特性質，例如雙負特性(負等效密度和負彈性模量)、零折射率、負折射率、隱身、幻象等。漸變折射率(grin)材料是一種等效折射率分布隨空間變化而逐漸改變的人工超材料。聲學上根據折射率與等效密度和彈性模量之間的關系，漸變折射率材料可以通過設計人工結構予以實現。聲波進入漸變折射率材料后，其傳播路徑會隨著折射率的分布產生連續彎曲，改變傳播方向。傳統的聲學超...

在PIR上菲涅爾透鏡主要有以下兩個作用：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射（反射）在PIR上；二是將探測區域內分為若干個明區和暗區，使進入探測區域的移動物體能以溫度變化的形式在PIR上產生變化熱釋紅外信號。其利用透鏡的特殊光學原理，在探測器前方產生一個交替變化的"盲區"和"高靈敏區"，以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發出的紅外線就不斷地交替從"盲區"進入"高靈敏區"。這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而強其能量幅度。由于菲涅爾透鏡的主要是將探測空間的紅外線有效地集中到傳感器上。通過分布在鏡片上的同心圓的窄帶（視窗）用來實現紅外線的聚集，相當于凸透鏡的作用，...

一個或多個vcsel結構具有頂層，并且激光源進一步包括在一個或多個vcsel結構中的至少一個vcsel結構的頂層上的多個亞波長結構。示例9包括示例8的主題，其中，一個或多個亞波長結構包括芯材和殼材，該殼材被放置在芯材的一個或多個表面上，該殼材具有比芯材高的折射率。示例10是一種光投影儀系統。該光投影儀系統包括：激光源，被配置為生成向物體發送的輻射；以及圖像傳感器，被配置為接收從物體反射的輻射。激光源包括襯底、一個或多個***vscel結構、以及一個或多個第二vcsel結構。一個或多個***vcsel結構在襯底的表面上，每個***vcsel結構具有***孔徑寬度并且單獨地在襯底的表面上方延伸。一...

本申請大體涉及成像領域，具體地涉及高計算效率的結構化光成像系統。背景技術：創建3d圖像的一種途徑被稱為結構化光照明(sli)技術。在sli技術中，光圖案被投射到3d物體表面上。sli系統包括相機和投影儀(照明器)。3d物體被放置在與投影儀和相機相距預定距離的參考平面上。在使用中，投影儀將結構化光圖案投射到3d物體表面上。結構化光圖案可以是一系列條紋線或網格或任何其他圖案。當結構化光圖案被投射到3d物體表面上時，其被3d物體表面扭曲。相機捕捉在結構化光圖案中具有的扭曲的3d物體表面的圖像。然后，圖像被存儲在圖像文件中，以供圖像處理設備處理。在一些情況下，多個結構化光圖案被投影儀(照明器)投射到3...

焦點和光線在同一側，通常在其表面進行涂層，作為**反射面使用。1)圓形菲涅爾透鏡2)菲涅爾透鏡陣列3)柱狀菲涅爾透鏡4)線性菲涅爾透鏡5)衍射菲涅爾透鏡6)菲涅爾反射透鏡7)菲涅爾光束分離器和菲涅爾棱鏡。菲涅爾透鏡的作用，簡單的說就是在透鏡的一側有等距的齒紋。通過這些齒紋，可以達到對指定光譜范圍的光帶通(反射或者折射)的作用。傳統的打磨光學器材的帶通光學濾鏡造價昂貴，菲涅爾透鏡可以極大的降低成本。典型的例子就是PIR（被動紅外線探測器）。PIR普遍的用在警報器上，每個PIR上都有個塑料的小帽，此即菲涅爾透鏡。小帽的內部都刻上了齒紋，這種菲涅爾透鏡可以將入射光的頻率峰值限制到10微米左右（人體紅...

亞波長結構包括用作諧振光學天線的比光波長更小的表面結構的密集布置。光表面結構交互的諧振性質提供了操縱光學波振面的能力。根據另一實施例，激光源包括襯底、vcsel結構、以及多個亞波長結構。vcsel結構被布置在襯底的表面上，并且在襯底的表面上方延伸。多個亞波長結構被布置在vcsel結構的頂層。多個亞波長結構中的一個或多個亞波長結構包括芯材和放置在芯材的一個或多個表面上的殼材。注意，如根據本公開將明白的，亞波長結構可以結合本文中根據一些實施例提供的vcsel結構或者根據其他實施例的任何其他vcsel結構使用。vcsel陣列架構圖1示出了根據本公開的實施例的用于創建物體104的3d圖像的示例光投影儀...

面部識別、從圖像的特征提取等)、以及改善機器人及其環境之間的交互的機器人學在內的很多領域有用。但是，仍然有很多與sli相關聯的未解決的問題。技術實現要素：本申請一方面提供了一種激光源。該激光源包括：襯底；一個或多個***垂直腔面發射激光器(vcsel)結構，一個或多個***vcsel結構在襯底的表面上，其中每個***vcsel結構具有***孔徑寬度，并且每個***vcsel結構單獨地在襯底的表面上方延伸；以及一個或多個第二vcsel結構，一個或多個第二vcsel結構在襯底的表面上，其中每個第二vcsel結構具有不同于***孔徑寬度的第二孔徑寬度，并且每個第二vcsel結構單獨地在襯底的表面上方...

一個或多個vcsel結構具有頂層，并且激光源進一步包括在一個或多個vcsel結構中的至少一個vcsel結構的頂層上的多個亞波長結構。示例9包括示例8的主題，其中，一個或多個亞波長結構包括芯材和殼材，該殼材被放置在芯材的一個或多個表面上，該殼材具有比芯材高的折射率。示例10是一種光投影儀系統。該光投影儀系統包括：激光源，被配置為生成向物體發送的輻射；以及圖像傳感器，被配置為接收從物體反射的輻射。激光源包括襯底、一個或多個***vscel結構、以及一個或多個第二vcsel結構。一個或多個***vcsel結構在襯底的表面上，每個***vcsel結構具有***孔徑寬度并且單獨地在襯底的表面上方延伸。一...

這些對本實用新型權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本實用新型的保護范圍。本實用新型的多功能二維聲學超材料透鏡是通過電機控制c型單元結構，進而控制折射率變化的方法實現的。如圖1所示，本實用新型提供的聲學超材料透鏡，包括基底材料層以及等間隔鑲嵌在基底材料層上的若干c型單元超材料陣列，c型單元超材料陣列均由若干個c型單元結構周期性排列而成，其周期尺寸為a，c型單元結構為可旋轉單元結構。為了實現在同一c型單元結構上獲得不同的折射率，本實用新型設計了一種c型單元結構如圖2所示，圖2(a)為c型單元結構俯視圖，其中外半徑為r，圓環寬度為w，開口角度為θ，旋轉角度為圖2(b)為c型單元結構安裝示...

菲涅爾透鏡的特點是比普通透鏡亮度高且表面平整，輻射面積也大。一般普通凹凸透鏡它的直徑很有限，而菲涅爾在放大鏡這塊領域上起了很好的作用，達到了一般普通透鏡所不能達到的效果。而且現在做出來的菲涅爾放大鏡厚度只有便攜帶，其實主要作用就是減輕傳統放大鏡制造出的普通有機玻璃、玻璃放大鏡的重量和體積。通常，菲涅爾透鏡是球型表面形狀切割而成，為了比較大限度降低成像時圖象光學象差。透鏡能夠較好地將理想的點光源校準成平行光源。在現實生活中，沒有光源是真正的點光源，然而固體態發光器如LED就非常小，因此只要透鏡和LED之間的距離適當，就可以當成點光源。因此菲涅爾透鏡能夠校準LED輸出光線為平行光。而傳統的白熾光源...

d4)的多個vcsel的第四區域608?？讖綄挾萪1-d4中的每個孔徑寬度可以彼此相差相同的數量。例如，孔徑寬度d1-d4中的每個孔徑寬度可以相差500nm、1μm、2μm、或3μm。在另一示例中，孔徑寬度d1-d4可以是給定范圍(例如，1μm到10μm)內的任意值。在所示出的具有不同孔徑寬度的vcsel陣列的四個區域的示例中(產生四個不同的斑點圖案)，總斑點噪聲降低大約50％盡管圖6示出了*四個區域，但是襯底302的表面上可包括分別具有給定孔徑寬度的vcsel陣列的任意數目的區域。另外，每個區域可以具有任何形狀或大小。在一些實施例中，任意區域可以部分或完全地與任何其他區域重疊。亞波長結構集成...

透鏡中心被定義為坐標原點，水平方向為x軸，垂直方向為y軸。空氣的折射率為1，透鏡的折射率n(y)沿y軸變化，例如y＝0時透鏡的折射率為n(0)，y＝l/2時透鏡的折射率為n(l/2)，聲學超材料透鏡的長度設為l＝200mm，寬設為w＝60mm，折射率變化范圍為～，因此n(0)＝，n(l/2)＝，由此可得任一y值的折射率n(y)與n(0)、n(l/2)的關系為：我們取f＝180mm，可得一維聚焦透鏡折射率公式n(y)為：由公式(2)可得聚焦透鏡的折射率分布如圖4(b)所示，圖4(c)為聚焦透鏡在工作頻率7000hz的仿真結果，可以看出與入射的高斯波相比，出射波在距透鏡約為180mm處匯聚成一點。...

用于***元原子1002和第二元原子1004二者的芯材和殼材可以包括如上針對芯材804和殼材806所述的材料，并且可以使用如上針對芯材804和殼材806所述的相同技術來制造?？梢允褂萌我鈹的康木哂腥我庑螤罨虼笮〉脑觼硪黄鹦纬稍肿?。可以橫跨頂層802的表面重復具體的元分子結構，或者可以橫跨頂層802的表面布置不同的元分子結構。元分子允許不同的光學相互作用基于各個元原子的不同幾何形狀而組合在一起。方法圖11是示出根據本公開的實施例的用于降低來自激光源的斑點噪聲的示例方法1100的流程圖?？梢钥闯?，示例方法1100包括多個階段和子處理，這些階段和子處理的順序可以隨實施例改變。但是，當綜合考慮時...

菲涅爾透鏡的特點是比普通透鏡亮度高且表面平整，輻射面積也大。一般普通凹凸透鏡它的直徑很有限，而菲涅爾在放大鏡這塊領域上起了很好的作用，達到了一般普通透鏡所不能達到的效果。而且現在做出來的菲涅爾放大鏡厚度只有便攜帶，其實主要作用就是減輕傳統放大鏡制造出的普通有機玻璃、玻璃放大鏡的重量和體積。通常，菲涅爾透鏡是球型表面形狀切割而成，為了比較大限度降低成像時圖象光學象差。透鏡能夠較好地將理想的點光源校準成平行光源。在現實生活中，沒有光源是真正的點光源，然而固體態發光器如LED就非常小，因此只要透鏡和LED之間的距離適當，就可以當成點光源。因此菲涅爾透鏡能夠校準LED輸出光線為平行光。而傳統的白熾光源...

用于降低來自激光源的斑點噪聲的方法1100開始于操作1102，在操作1102從***多個vcsel結構發射輻射。輻射可以包括可見光或紅外輻射。輻射可以具有大約935nm到大約945nm之間的峰值波長。根據實施例，***多個vcsel結構中的每個vcsel結構具有相同的孔徑寬度，使得從***多個vcsel結構發射的輻射在對物體進行照射時產生***斑點圖案。從***多個vcsel結構發射的輻射包括部分地取決于孔徑寬度的***數目的橫向模式。接著，在操作1104，從第二多個vcsel結構發射輻射。第二多個vcsel結構可以被布置在與***多個vcsel結構相同的襯底上。輻射可以包括可見光或紅外輻射。...

為高透射透鏡的原理圖，折射率公式為：n(y)＝(5)；圖7(b)為高透射透鏡的折射率分布，圖7(c)為高透射透鏡在工作頻率7000hz的仿真結果，可以看出與入射的高斯波相比，出射波波形幾乎無變化，可以類比于不加透鏡的情況。為了驗證本實用新型設計的多功能聲學超材料透鏡的特性，我們加工了一塊旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡的實物。該透鏡由3d打印制作而成，材料為光敏樹脂。為了加工方便，該透鏡的高度設為8mm，其高度不影響二維透鏡的功能。在測試過程中，用一排喇叭模擬高斯聲源。圖8是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡在7000hz下的實驗結果，圖8(a)為高斯聲波在空氣中的聲壓場測...

并且每個第二vcsel結構單獨地在襯底的表面上方延伸。本申請另一方面提供了一種激光源。該激光源包括：襯底；vcsel結構，vcsel結構在襯底的表面上并且在襯底的表面上方延伸，vcsel結構具有頂層；以及多個亞波長結構，多個亞波長結構在vcsel結構的頂層上，其中，多個亞波長結構中的一個或多個亞波長結構包括芯材和殼材，殼材在芯材的一個或多個表面。附圖說明參考附圖，隨著下面的詳細描述的繼續，請求保護的主題的實施例的特征和優點將變得明顯，在附圖中：圖1示出了根據本公開的實施例配置的光投影儀系統。圖2提供了根據本公開的實施例配置的光投影儀系統的更詳細的圖示。圖3示出了根據本公開的實施例的用在光投影儀...

來自具有不同波長的兩個波束的斑點圖案變得不相關。這意味著應該設計各種vcsel的孔徑寬度以使得vcsel之間的發射波長差由下式給出：δλ≥λ2/2z(1)其中，z是物體的照明表面的表面剖面高度變化。對于940nm的示例峰值發射波長和z＝，波長差應≥。圖5是示出根據實施例的具有不同孔徑寬度的兩個不同vcsel陣列的激光光譜的圖表。頂部的光譜是從***vcsel陣列測得的，其中每個vcsel結構具有4μm的孔徑寬度。底部的光譜是從第二vcsel陣列測得的，其中每個vcsel結構具有2μm的孔徑寬度。從光譜可以看出，具有較大孔徑大小的***vcsel陣列包括兩種橫向激光模式和具有973nm左右的峰值...

菲涅爾透鏡應用在投影系統中的優勢就是，通過聚焦或調整光線準直從而增加增體顯示亮度，如果取消準直鏡，光線在穿過面板時會大量損失，顯示中會出現明顯的熱斑效應，降低顯示屏幕四周亮度。同樣，在LCD屏幕的另一面我們也必須將光線從面板上集中到投影透鏡中。在觀看屏幕前使用菲涅爾透鏡所增加的亮度，在下圖中看光線分布。比較常用的是以下幾個方面的應用：菲涅爾透鏡被證明比較好應用就是在投影系統中，其作用就是準直光線和聚焦光線。菲涅爾透鏡將光源發出的束光源調整為平行光，顯著提高顯示面板四周亮度，消除了太陽斑效應，從而提高整體顯示亮度均勻性。通常菲涅爾透鏡與其他顯示元件（如柱面鏡）一起使用。菲涅爾透鏡效率代理價格。浙...

每個***vcsel結構具有***孔徑寬度并且單獨地在襯底的表面上方延伸。一個或多個第二vcsel結構在襯底的表面上，每個第二vcsel結構具有不同于***孔徑寬度的第二孔徑寬度并且單獨地在襯底的表面上方延伸。示例2包括示例1的主題，其中，一個或多個***vcsel在襯底的表面上的***區域中，一個或多個第二vcsel在襯底的表面上的不同于***區域的第二區域中。示例3包括示例1或2的主題，其中，一個或多個***vcsel和一個或多個第二vcsel在襯底的表面上的偽隨機圖案中。示例4包括示例1至3中任一項的主題，其中，一個或多個***vcsel和一個或多個第二vcsel被配置為發射紅外輻射。示...

菲涅爾透鏡的應用菲涅爾透鏡是透鏡的一個分支，由于它同其他的透鏡相比，具有體積小，重量輕，結構緊湊的優點，同時它擁有不遜于其它透鏡的良好聚光性和成像性能，因此在**、航空、空間、工業生產和民用等各個領域獲得***的應用。菲涅爾透鏡應用在投影系統中的優勢就是，通過聚焦或調整光線準直從而增加增體顯示亮度，如果取消準直鏡，光線在穿過面板時會大量損失，顯示中會出現明顯的熱斑效應，降低顯示屏幕四周亮度。同樣，在LCD屏幕的另一面，我們也必須將光線從面板上集中到投影透鏡中。在觀看屏幕前使用菲涅爾透鏡所增加的亮度，在下圖中看光線分布。比較常用的是以下幾個方面的應用：菲涅爾透鏡被證明比較好應用就是在投影系統中，...

這些對本實用新型權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本實用新型的保護范圍。本實用新型的多功能二維聲學超材料透鏡是通過電機控制c型單元結構，進而控制折射率變化的方法實現的。如圖1所示，本實用新型提供的聲學超材料透鏡，包括基底材料層以及等間隔鑲嵌在基底材料層上的若干c型單元超材料陣列，c型單元超材料陣列均由若干個c型單元結構周期性排列而成，其周期尺寸為a，c型單元結構為可旋轉單元結構。為了實現在同一c型單元結構上獲得不同的折射率，本實用新型設計了一種c型單元結構如圖2所示，圖2(a)為c型單元結構俯視圖，其中外半徑為r，圓環寬度為w，開口角度為θ，旋轉角度為圖2(b)為c型單元結構安裝示...

在PIR上菲涅爾透鏡主要有以下兩個作用：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射（反射）在PIR上；二是將探測區域內分為若干個明區和暗區，使進入探測區域的移動物體能以溫度變化的形式在PIR上產生變化熱釋紅外信號。其利用透鏡的特殊光學原理，在探測器前方產生一個交替變化的"盲區"和"高靈敏區"，以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發出的紅外線就不斷地交替從"盲區"進入"高靈敏區"。這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而強其能量幅度。由于菲涅爾透鏡的主要是將探測空間的紅外線有效地集中到傳感器上。通過分布在鏡片上的同心圓的窄帶（視窗）用來實現紅外線的聚集，相當于凸透鏡的作用，...

可以確定在***多個vcsel結構和第二多個vcsel結構之間的孔徑寬度的大小，使得從發射的輻射生成任意數目的不同橫向激光模式和斑點模式。通過從具有不同孔徑寬度的vcsel結構發射輻射，可以降低斑點噪聲。在使用具有兩個不同孔徑寬度的兩組vcsel結構的示例中，斑點噪聲降低大約可以使用附加的vcsel結構陣列，其中每個陣列具有不同的孔徑寬度，以將斑點噪聲降低因數其中n是不同vcsel陣列的數目。接著，在操作1106，在由***和第二vscel結構發射的輻射被從物體反射出來之后，在檢測器處接收該輻射。所接收的輻射可被用來定義物體的數字3d圖像。當然，在一些實施例中，如先前結合系統所描述的，可以執行...

菲涅爾透鏡的特點是比普通透鏡亮度高且表面平整，輻射面積也大。一般普通凹凸透鏡它的直徑很有限，而菲涅爾在放大鏡這塊領域上起了很好的作用，達到了一般普通透鏡所不能達到的效果。而且現在做出來的菲涅爾放大鏡厚度只有便攜帶，其實主要作用就是減輕傳統放大鏡制造出的普通有機玻璃、玻璃放大鏡的重量和體積。通常，菲涅爾透鏡是球型表面形狀切割而成，為了比較大限度降低成像時圖象光學象差。透鏡能夠較好地將理想的點光源校準成平行光源。在現實生活中，沒有光源是真正的點光源，然而固體態發光器如LED就非常小，因此只要透鏡和LED之間的距離適當，就可以當成點光源。因此菲涅爾透鏡能夠校準LED輸出光線為平行光。而傳統的白熾光源...

a)為c型單元結構的俯視圖，(b)為c型單元結構的安裝示意圖；圖3是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡的c型單元結構在不同頻率下，相對折射率隨旋轉角度的變化曲線；圖4是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡的聚焦功能示意圖，(a)為聚焦透鏡的原理圖，(b)為聚焦透鏡的折射率分布，(c)為聚焦透鏡在工作頻率7000hz的仿真結果；圖5是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透鏡的發散功能示意圖，(a)為發散透鏡的原理圖，(b)為發散透鏡的折射率分布，(c)為發散透鏡在工作頻率7000hz的仿真結果；圖6是本實用新型實施例中旋轉可調的多功能二維聲學超材料透...

集成電路(ic)、**集成電路(asic)、片上系統(soc)、桌面型計算機、膝上型計算機、平板計算機、服務器、智能電話等。其他實施例可以被實現為由可編程控制設備執行的軟件。如本文描述的，各種實施例可以使用硬件元件、軟件元件、或它們的任意組合實現。硬件元件的示例可以包括處理器、微處理器、電路、電路元件(例如，晶體管、電阻器、電容器、電感器等)、集成電路、**集成電路(asic)、可編程邏輯器件(pld)、數字信號處理器(dsp)、現場可編程門陣列(fpga)、邏輯門、寄存器、半導體器件、芯片、微芯片、芯片集等。本文提出了很多具體細節，以提供對實施例的透徹理解。但是，將明白的是，可以在沒有這些具...