The invention discloses a dielectric geometric phase super-surface structural material with low aspect ratio and a method for structural optimization. The dielectric geometric phase super-surface structural material includes a substrate, a reflective layer on the substrate, a multi-beam interference layer on the reflective layer, and a number of dielectric nano-bricks with uniform size arranged periodically in more than one layer. The dielectric nanobrick array formed on the light beam interference layer is used to receive circularly polarized light perpendicularly incident and to adjust the phase of the emitted light by adjusting the direction of each dielectric nanobrick. The depth-width ratio of the dielectric geometric phase super-surface structure material of the invention is reduced to half of the traditional transmission type super-surface material, about 1.7, thereby reducing the requirement for processing technology and ensuring the product rate and mass production of the device.
【技术实现步骤摘要】
低深宽比的电介质几何相位超表面材料及其结构优化方法
本专利技术涉及微纳光学领域,尤其涉及低深宽比的电介质几何相位超表面材料及其结构优化方法。
技术介绍
近年来,以超表面材料(metasurfaces)为代表的新一代人工电磁结构材料已经成为诸多领域关注的热点。随着超表面独特的光学性质和许多新颖的物理现象不断地被发现,产业界迫切的期待着其能够引领新一轮的光电子产业革命。然而,虽然科学家们声称超表面工艺与现有的半导体工艺完全兼容,事实上其制造却在不断挑战当前半导体工艺加工的极限,在量产方面更是缺乏行之有效的发展思路。比如被《科学》杂志评为2016年全球十大科技突破之一的二氧化钛超表面透镜,其微纳结构的深宽比高达15[1],传统半导体工艺无法保证其所需的最低工艺误差要求。即便是采用了文中提到的原子层沉积(ALD)工艺,在器件的成品率和量产方面仍然无法保障,更何况高深宽比器件在成像渐晕和轴外点像差矫正等方面的表现也不尽人意。因此,亟待寻找可行的途径解决学术界和产业界的脱钩。文中涉及如下文献:[1]KhorasaninejadM,ChenWT,DevlinRC,OhJ,ZhuAY,CapassoF.2016.Metalensesatvisiblewavelengths:Diffraction-limitedfocusingandsubwavelengthresolutionimaging.Science352(6290):1190-4.
技术实现思路
本专利技术的目的是提供低深宽比的电介质几何相位超表面材料及其结构优化方法,以使超表面材料和半导体工艺兼容。本专利技术提供的 ...
【技术保护点】
1.低深宽比的电介质几何相位超表面材料,其特征是,包括:基底;基底上的反射层;反射层上的多光束干涉层;若干尺寸一致的电介质纳米砖呈周期性排布于多光束干涉层上所构成的电介质纳米砖阵列;所述的电介质纳米砖阵列用来接收垂直入射的圆偏振光,并通过调节各电介质纳米砖的方向来调节出射光的位相。
【技术特征摘要】
1.低深宽比的电介质几何相位超表面材料,其特征是,包括:基底;基底上的反射层;反射层上的多光束干涉层;若干尺寸一致的电介质纳米砖呈周期性排布于多光束干涉层上所构成的电介质纳米砖阵列;所述的电介质纳米砖阵列用来接收垂直入射的圆偏振光,并通过调节各电介质纳米砖的方向来调节出射光的位相。2.如权利要求1所述的低深宽比的电介质几何相位超表面材料,其特征是:所述的反射层的制备材料为工作波长下反射率高于0.90的金属。3.如权利要求2所述的低深宽比的电介质几何相位超表面材料,其特征是:所述的反射层的制备材料为金或银。4.如权利要求1所述的低深宽比的电介质几何相位超表面材料,其特征是:所述的多光束干涉层的制备材料为工作波长下的无损材料。5.如权利要求4所述的低深宽比的电介质几何相位超表面材料,其特征是:所述的多光束干涉层的制备材料为熔融石英或氟化镁。6.如权利要求1所述的低深宽比的电介质几何相位超表面材料,其特征是:所述的电介质纳米砖的制备材料为折射率大于3.2的电介质材料。7.如权利要求6所述的低深宽比的电介质几何相位超表面材料,其特征是:所述的电介质纳米砖结构的...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑国兴,邓娟,陶金,武霖,刘子晨,邓联贵,戴琦,付娆,李子乐,刘勇,毛庆洲,李松,
申请(专利权)人:武汉大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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