一种基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置，包括起偏器、第一液晶层、偏振敏感金属纳米天线、第二液晶层、检偏器和接收屏，起偏器将光源的光转换为线偏光，线偏光通过第一液晶层后以偏振态出射，偏振光通过偏振敏感金属纳米天线层产生垂直入射偏振的散射光分量，偏振敏感金属纳米天线层的出射光依次经过第二液晶层和检偏器后生成带相位信息的偏振分量，筛选出的光最终到达接收屏，形成所需要的全息图像，所述第一液晶层和第二液晶层为90

Two phase dynamic holographic device based on polarization sensitive metal nano antenna

The invention discloses a two phase dynamic holographic device based on polarization sensitive metal nano antenna, comprising a polarizer, a liquid crystal layer, a first polarization sensitive metal nano antenna, second liquid crystal layer, a polarizer and a receiving screen, the polarizer will light into linearly polarized light, linear polarized light through the first liquid crystal layer after the polarization of emitted light scattering, polarized light generated by the vertical component of the polarization of the incident polarization sensitive metal nano antenna layer, polarization sensitive metal nano antenna layer emitting light passes through the liquid crystal layer and the second polarizer to generate polarization component with phase information, selected light reach the receiving screen, the formation of holographic the required image, the first liquid crystal layer and liquid crystal layer second is 90

【技术实现步骤摘要】
一种基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置
本专利技术专利属于光学元件、系统或仪器领域，主要涉及到记录及成像系统方面的应用，具体涉及一种基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置。
技术介绍
全息，自诞生之日起就以其记录信息的完备性而备受关注，它具有一次记录得可以得到实物三维信息，并且在再现光作用下恢复物体的三维原貌的优势。尤其在实现动态三维显示方面，全息技术具有非常大的潜力。传统的动态全息主要分为两类，分别为基于空间光调制器衍射的动态全息和基于特殊材料的动态全息。其中，基于空间光调制器的方法受限于空间光调制器本身，无法实现大尺寸的全息显示，并且由于零级光干扰导致衍射效率低下等问题。而基于材料的全息显示不仅受限于材料的显示尺寸、分辨率、衍射效率等因素，而且很难实现图像的快速刷新。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置，包括起偏器、第一液晶层、偏振敏感金属纳米天线、第二液晶层、检偏器和接收屏，所述第一液晶层设置于偏振敏感金属纳米天线层上，所述偏振敏感金属纳米天线层设置于第二液晶层上，起偏器将光源的光转换为线偏光，线偏光通过第一液晶层后以偏振态出射，偏振光通过偏振敏感金属纳米天线层产生垂直入射偏振的散射光分量，偏振敏感金属纳米天线层的出射光依次经过第二液晶层和检偏器后生成带相位信息的偏振分量，筛选出的光最终到达接收屏，形成所需要的全息图像，所述第一液晶层和第二液晶层为90。扭曲向列型液晶。进一步，还包括集成电路系统和计算机控制系统，所述集成电路系统的输出端分别与第一液晶层、第二液晶层连接，计算机控制系统通过集成电路系统有选择性地向第一液晶层、第二液晶层输入电压脉冲，使第一液晶层和第二液晶层对入射光的偏振态进行调制。进一步，所述第一液晶层和第二液晶层的输入电压信号频率大于25Hz且小于50Hz。进一步，所述偏振敏感金属纳米天线包括若干个金属纳米天线单元，每个金属纳米天线单元包括由上至下依次设置的金属纳米天线群、钛层和二氧化硅基底，所述金属纳米天线群包括若干个金属纳米天线。进一步，所述金属纳米天线为棒形或V型或L型；当金属纳米天线为棒形时，金属纳米天线的长度为工作波长的二分之一，长轴与入射光偏振方向成45度夹角。进一步，所述第一液晶层和第二液晶层为材料、厚度完全相同的90度扭曲向列型液晶。进一步，通过集成电路系统和计算机控制系统向第一液晶层和第二液晶层施加电压的方式包括向第一液晶层施加第一电压、向第二液晶层施加第二电压或向第一液晶层施加第二电压、向第二液晶层施加第一电压。进一步，在向第一液晶层施加第一电压时，第一液晶层改变入射光偏振态、出射光偏振态垂直于入射光偏振态，在向第一液晶层施加第二电压时，第一液晶层不改变入射光偏振态，出射光偏振态平行于入射光偏振态。由于采用了以上技术方案，本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术一种基于偏振敏感金属纳米天线的动态全息装置。该装置调制电压低，分辨率高，解决了传统动态全息中难以实现振幅相位单独调控无法快速刷新和大面积显示集成的缺点，具有很好的发展和应用潜力。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为偏振敏感金属纳米天线实现动态全息的原理框图；图2为偏振敏感金属纳米天线实现动态全息的示意图；图3为90°扭曲向列型液晶示意图，a为扭曲向列型液晶未加电示意图，b为扭曲向列型液晶加电后示意图；图4为偏振敏感金属纳米天线的单元主视图；图5为偏振敏感金属纳米天线的单元俯视图；图6为偏振敏感金属纳米天线的单元立体图；图7为偏振敏感金属纳米天线与液晶层组合的单元图，.a表示位相0单元，7.b表示位相二单元；图8基于偏振敏感金属纳米天线位相调制单元的组合效果图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。图1为偏振敏感金属纳米天线实现动态全息的原理框图；图2为偏振敏感金属纳米天线实现动态全息的示意图；图3为90°扭曲向列型液晶示意图，a为扭曲向列型液晶未加电示意图，b为扭曲向列型液晶加电后示意图；图4为偏振敏感金属纳米天线的单元主视图；图5为偏振敏感金属纳米天线的单元俯视图；图6为偏振敏感金属纳米天线的单元立体图；图7为偏振敏感金属纳米天线与液晶层组合的单元图，.a表示位相0单元，7.b表示位相二单元；图8基于偏振敏感金属纳米天线位相调制单元的组合效果图。在图3中，1为入射光偏振态，2为出射光偏振态，3为透明电极，4为取向层，5为液晶分子取向；在图7中，6为入射光，7为出射光，8为液晶层，9为偏振敏感金属纳米天线；在图4中，10为金属纳米天线群，11为钛层，12为二氧化硅层。如图1所示，一种基于偏振敏感金属纳米天线的动态全息装置，包括：包括起偏器、第一液晶层、偏振敏感金属纳米天线、第二液晶层、检偏器和接收屏，所述第一液晶层设置于偏振敏感金属纳米天线层上，所述偏振敏感金属纳米天线层设置于第二液晶层上，起偏器将光源的光转换为线偏光，线偏光通过第一液晶层后以偏振态出射，偏振光通过偏振敏感金属纳米天线层产生垂直入射偏振的散射光分量，偏振敏感金属纳米天线层的出射光依次经过第二液晶层和检偏器后生成带相位信息的偏振分量，筛选出的光最终到达接收屏，形成所需要的全息图像，所述第一液晶层和第二液晶层为90°扭曲向列型液晶。作为对本实施例的改进，偏振敏感金属纳米天线的动态全息装置还包括集成电路系统和计算机控制系统，所述集成电路系统的输出端分别与第一液晶层、第二液晶层连接，计算机控制系统通过集成电路系统有选择性地向第一液晶层、第二液晶层输入电压脉冲，使第一液晶层和第二液晶层对入射光的偏振态进行调制。第一液晶层和第二液晶层的材料、厚度完全相同。作为对本实施例的改进，所述第一液晶层和第二液晶层的输入电压信号频率大于25Hz且小于50Hz。在本实施例中，通过集成电路系统和计算机控制系统向第一液晶层和第二液晶层施加电压，不同偏振态入射光是对第一液晶层加载不同电压，入射光经过第一液晶层被调制后的结果。其中全息图位相信息转换为电压分布加载于液晶单元之上。通过信号源的实时输入，第一液晶层上的位相信息实时变化。由于在本专利技术中，偏振敏感金属纳米天线包括若干个金属纳米天线单元，每个金属纳米天线单元包括由上至下依次设置的金属纳米天线群、钛层和二氧化硅基底，所述金属纳米天线群包括若干个金属纳米天线。所述金属纳米天线为但并不限于棒形或V型或L型；只要金属纳米天线尺寸符合一定物理参数即可。需要注意的是，金属纳米天线为棒形时，金属纳米天线的长度为工作波长的二分之一，长宽比应尽可能大，长轴与入射光偏振方向成45度夹角，以保证激发最强散射光分量。金属天线具体参数可通过相关软件计算优化垂直偏振光出射效率得到。对同一偏振敏感金属纳米天线，入射光偏振态旋转90度前后所激发的偏振散射光分量位相相差π，因此入射光旋转前后引入的位相可分别作为调制单元的两种独立相位状态。同时，激发的散射光分量偏振态与纳米金属天线表面的入射光偏振态之间相互垂直。偏振敏感金属纳米天线由若干个金属纳米天线单元组成，各天线间携带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置，其特征在于：包括起偏器、第一液晶层、偏振敏感金属纳米天线、第二液晶层、检偏器和接收屏，所述第一液晶层设置于偏振敏感金属纳米天线层上，所述偏振敏感金属纳米天线层设置于第二液晶层上，起偏器将光源的光转换为线偏光，线偏光通过第一液晶层后以偏振态出射，偏振光通过偏振敏感金属纳米天线层产生垂直入射偏振的散射光分量，偏振敏感金属纳米天线层的出射光依次经过第二液晶层和检偏器后生成带相位信息的偏振分量，筛选出的光最终到达接收屏，形成所需要的全息图像，所述第一液晶层和第二液晶层为90

【技术特征摘要】
1.一种基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置，其特征在于：包括起偏器、第一液晶层、偏振敏感金属纳米天线、第二液晶层、检偏器和接收屏，所述第一液晶层设置于偏振敏感金属纳米天线层上，所述偏振敏感金属纳米天线层设置于第二液晶层上，起偏器将光源的光转换为线偏光，线偏光通过第一液晶层后以偏振态出射，偏振光通过偏振敏感金属纳米天线层产生垂直入射偏振的散射光分量，偏振敏感金属纳米天线层的出射光依次经过第二液晶层和检偏器后生成带相位信息的偏振分量，筛选出的光最终到达接收屏，形成所需要的全息图像，所述第一液晶层和第二液晶层为90。扭曲向列型液晶。2.根据权利要求1所述的基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置，其特征在于：还包括集成电路系统和计算机控制系统，所述集成电路系统的输出端分别与第一液晶层、第二液晶层连接，计算机控制系统通过集成电路系统有选择性地向第一液晶层、第二液晶层输入电压脉冲，使第一液晶层和第二液晶层对入射光的偏振态进行调制。3.根据权利要求2所述的基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置，其特征在于：所述第一液晶层和第二液晶层的输入电压信号频率大于25Hz且小于50Hz。4.根据权利要求1所述的基于偏振敏感金属纳米天线的两相位动态全息装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹韶云，郑倩颖，李晶，杨正，刘丹骏，杜春雷，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：重庆,50