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消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法技术

技术编号:23341782 阅读:55 留言:0更新日期:2020-02-15 03:23
本发明专利技术公开了一种消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法。通过构建新的振幅分布函数,借助于超表面纳米砖的振幅调控特性消除了振幅型计算全息零级像,以获得清晰,无零级,具有较高成像质量的再现像。本发明专利技术可应用于高端防伪、图像显示等领域。

Design method of amplitude type super surface CGH for eliminating zero order light

【技术实现步骤摘要】
消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法
本专利技术涉及微纳光学及图像显示的
,具体涉及一种消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法。
技术介绍
普通照相是根据几何光学成像原理,记录下光波的强度,将空间物体成像在一个平面上,由于丢失了光波的相位,因而失去了物体的三维信息。光学全息利用干涉原理将物体发出的光波以干涉条纹的形式记录,由于在记录介质中储存了物光波的振幅和相位信息,从而能形成与原物体逼真的三维像。然而传统的全息具有很强的零级光,极大的影响了再现像的成像质量,干扰了对再现像的观察。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法,通过该方法设计得到的振幅型计算全息能够消除零级像,提高衍射效率,提升图像的成像质量。为实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)消除振幅型计算全息零级像的原理首先根据远场的目标影像和优化算法,如GS算法,得到计算全息片上的原始振幅分布f(x,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法,其特征在于:包括如下步骤:/n1)根据远场的目标影像和优化算法,得到计算全息片上的原始振幅分布f(x,y);则远场全息图像振幅分布为:/n

【技术特征摘要】
1.一种消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)根据远场的目标影像和优化算法,得到计算全息片上的原始振幅分布f(x,y);则远场全息图像振幅分布为:



2)构建新的振幅分布函数其中A0=F(0,0),由于f′的远场全息图像分布为:



当u=v=0时,F1(0,0)=F(0,0)-A0=0;因此,f′的远场全息图即为f(x,y)的消去零级的远场全息图;根据上述公式可以重新计算得到全息片上的新的振幅分布f′(x,y);
3)构建纳米砖单元结构,优化得到纳米砖单元结构的结构参数;所述纳米砖单元结构包括基底、设置在所述基底工作面上的纳米砖,所述纳米砖与所述工作面形成纳米砖结构单元;以平行于所述基底工作面的两条边的方向分别设为x轴和y轴建立xoy坐标系,所述纳米砖上与所述工作面平行的面上具有长轴L和短轴W,所述纳米砖转向角θ为所述纳米砖的长轴L与x轴方向的夹角;所述纳米砖结构单元的结构参数包括所述纳米砖的长轴L、短轴W和高H以及所述工作面边长C的尺寸;所述纳米砖单元结构为任意各向异性的结构,即长轴L≠短轴W:
4)基于上述的纳米砖单元结构参数,根据新的振幅分布f′(x,y)计算得出所述超表面结构阵列中每个所述单元结构中的纳米砖转向角θ值,最后将所述超表面结构阵列中的每个所述单元结构上的计算得到的各位置处对应的所述纳米砖转向角θ...

【专利技术属性】
技术研发人员:李子乐郑国兴邓娟单欣李仲阳
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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