应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法，利用硅纳米砖的磁共振效应，实现特定波长的高效反射；通过设计不同大小的硅纳米砖，使其分别对红、绿、蓝三基色光实现窄带响应；利用硅纳米砖的朝向角对入射光位相进行精密调节，实现位相型傅里叶彩色全息。本发明专利技术工艺简单，可广泛用于真彩色显示、信息存储、防伪等领域。

【技术实现步骤摘要】
应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法
本专利技术涉及微纳光学及光学全息
，尤其涉及一种应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法。
技术介绍
傅里叶计算全息是将全息片的傅里叶谱面设置成目标全息图像，然后借助于一些优化设计算法设计全息片的位相或振幅分布，实现目标全息图像。傅里叶全息具有图案扩展角大、效率高、使用简单、图像信噪比较高等突出优点，因此在商业应用中被广泛采纳，比如激光全息键盘、体感中的随机光点发生器等。当前的傅里叶全息主要还是单色光全息，由于其色彩单调，难于满足消费电子和科学研究的持续需求，因此急需新技术的突破。最近几年，超材料(metamaterials)成为学术界研究的热点。这种人工结构材料具有亚波长结构特点，可用于调节入射光的振幅和位相。基于超材料的彩色全息已经有了相关报道[1]，该文描述了铝纳米棒超材料实现傅里叶全息的原理：利用铝纳米棒阵列构造位相单元，再通过控制铝纳米棒几何尺寸得到所需的位相。然而，由于制造技术的复杂性(需要至少三层金属或介质薄膜、外加光刻工艺)，使得实现的图案不仅过于简单、而且实际效果难于令人满意，远远达不到商业应用的标本文档来自技高网...

【技术保护点】
应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构，其特征是：由第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列和第三硅纳米砖单元列交替排列构成，第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列分别由相等数量的第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元排列构成；第一硅纳米砖单元由介质基底和介质基底上刻蚀的第一硅纳米砖构成，第二硅纳米砖单元包括介质基底和介质基底上刻蚀的第二硅纳米砖，第三硅纳米砖单元包括介质基底和介质基底上刻蚀的第三硅纳米砖；第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的几何尺寸均为亚波长尺度，分别对红光、绿光、蓝光窄带响应；介质基底为长方体形，其工作面及工作面的相对面为正...

【技术特征摘要】
1.应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构，其特征是：由第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列和第三硅纳米砖单元列交替排列构成，第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列分别由相等数量的第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元排列构成；第一硅纳米砖单元由介质基底和介质基底上刻蚀的第一硅纳米砖构成，第二硅纳米砖单元包括介质基底和介质基底上刻蚀的第二硅纳米砖，第三硅纳米砖单元包括介质基底和介质基底上刻蚀的第三硅纳米砖；第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的几何尺寸均为亚波长尺度，分别对红光、绿光、蓝光窄带响应；利用第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖的磁共振或电共振，来分别实现对红光、绿光、蓝光的窄带响应反射；介质基底为长方体形，其工作面及工作面的相对面为正方形，第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元中介质基底几何尺寸相同；第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖为具有不同几何尺寸的长方体形；介质基底和其上刻蚀的硅纳米砖的中心点的连线垂直于介质基底工作面；第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖的朝向角分别为全息片中第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖所对应像素点的位相的一半。2.权利要求1所述的硅纳米砖阵列结构的设计方法，其特征是，包括：(1)分别确定红光、绿光、蓝光的主波长；(2)对第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的结构参数分别进行优化：采用电磁仿真法，以左旋圆偏光或右旋圆偏光垂直入射硅纳米砖单元工作面，扫描硅纳米砖单元的结构参数，满足优化目标的结构参数即优化的结构参数；所述硅纳米砖单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国兴，李子乐，吴伟标，吕良宇，王宇，刘国根，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42