实现近场双色图像显示与远场全息复用的超表面及其设计方法技术

本发明专利技术提供一种实现近场双色图像显示与远场全息复用的超表面及其设计方法，超表面材料由能够同时对红光和绿光响应的纳米砖单元结构组成。纳米砖单元结构对入射红绿线偏光等效为一个起偏器，当对能够有效调节入射线偏光中的红绿分量比例从而在近场形成一幅彩色图案(颜色在红绿之间)，当入射光为红色(或绿色)单色圆偏光时，在远场实现傅里叶全息。且两种图像显示方式互相独立。本发明专利技术可应用于高分辨率图像显示、光学防伪、信息复用，且体积小、成本低、重量小、设计思路简单，非常适宜于在微型光电体系中应用。

Hypersurface and its design method for near-field two-color image display and far-field holographic multiplexing

【技术实现步骤摘要】
实现近场双色图像显示与远场全息复用的超表面及其设计方法
本专利技术属于微纳光学和偏振光学领域，具体涉及一种实现双色超表面图像显示与远场全息用的超表面材料及其方法。
技术介绍
图像显示是光学领域非常重要的一个方向。利用超表面来实现近场图像显示，能够大大提高图像的分辨率。现有的超表面实现彩色显示的方法一般需要两种以上的纳米砖结构组成一个单元，这将使超表面的设计及制造过程更加复杂，另一方面，所形成图像的分辨率也将有所降低。基于本专利技术所提及的双色超表面图像显示与远场全息复用的方法，在保证超表面近场图像分辨率不受损失的同时，实现了近场图案的彩色编码，同时采用模拟退火算法在远场编码了一幅全息图案。
技术实现思路
针对传统图像显示的不足，本专利技术结合偏振理论，通过设计银纳米砖阵列从而提供一种能够高效地实现双色超表面图像显示与远场全息复用的超表面及其方法。本专利技术的目的之一在于提供一种实现近场双色图像显示与远场全息复用的超表面材料，所述超表面材料结合几何相位原理以及马吕斯定律I＝I0cos2(θ)，通过模拟退本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现近场双色图像显示与远场全息复用的超表面，其特征在于：/n所述超表面材料由能够同时对红光和绿光响应的纳米砖形成纳米砖单元阵列，不同纳米砖单元结构之间的间隔为周期CS，不同位置的纳米砖单元对应不同的转角；/n纳米砖单元结构对线偏光作用相当于起偏器；当入射红绿线偏光沿纳米砖长轴偏振时，红光将反射，绿光将透射；当入射红绿线偏光沿纳米砖短轴偏振时，绿光将反射，红光将透射；/n当入射红绿光通过一个起偏器再通过所述超表面，将在超表面材料表面形成彩色纳米印刷图案；当入射红色或绿色圆偏光通过所述超表面，其反射及透射光均能在远场形成一幅全息图案。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现近场双色图像显示与远场全息复用的超表面，其特征在于：
所述超表面材料由能够同时对红光和绿光响应的纳米砖形成纳米砖单元阵列，不同纳米砖单元结构之间的间隔为周期CS，不同位置的纳米砖单元对应不同的转角；
纳米砖单元结构对线偏光作用相当于起偏器；当入射红绿线偏光沿纳米砖长轴偏振时，红光将反射，绿光将透射；当入射红绿线偏光沿纳米砖短轴偏振时，绿光将反射，红光将透射；
当入射红绿光通过一个起偏器再通过所述超表面，将在超表面材料表面形成彩色纳米印刷图案；当入射红色或绿色圆偏光通过所述超表面，其反射及透射光均能在远场形成一幅全息图案。


2.根据权利要求1所述的实现近场双色图像显示与远场全息复用的超表面，其特征在于：所述远场距离超表面材料30cm以上；
所述近场的彩色印刷图像实现红绿光之间连续的颜色调节；
所述远场傅里叶为二台阶图像；
利用马吕斯定律I＝I0cos2(θ)以及几何相位原理，结合模拟退火算法，能够使近场的彩色纳米印刷图案和远场的傅里叶全息图完全无关。


3.一种如权利要求1所述实现近场双色图像显示与远场全息复用的超表面的设计方法，其特征在于：包含以下步骤：
(1)根据选定的两种入射光波长，通过电磁仿真软件...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国兴，李嘉鑫，李子乐，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