水印防伪超表面及其设计方法技术

本发明专利技术提供一种水印防伪超表面及其设计方法。该超表面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，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)；另外，巧妙利用马吕斯定律及其变式，当入射光为单色光时，通过旋转光路中的起偏器，能够在原单色图上叠加亮或暗的水印。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。

Watermark anti-counterfeiting super surface and its design method

【技术实现步骤摘要】
水印防伪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，具体涉及一种水印防伪超表面及其设计方法。
技术介绍
图像防伪是光学领域非常重要的一个方向。利用超表面图像水印防伪大多通过不同图像的变换来实现，但是这并不是真正的“水印”，因为原图像在变换过程中往往会消失，而不是在原图像上再叠加水印图案；另外，传统图像显示分辨率较低，图像面积较大且比较显眼，又由于没有相应的编码及解码过程，在应用于防伪时安全性较低。
技术实现思路
针对传统图像防伪的不足，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水印防伪的超表面及其设计方法。本专利技术的目的之一在于提供一种实现水印防伪的超表面，所述超表面利用马吕斯定律I＝I0cos2(θ)及其相关变式，转角进行优化，首次通过单一几何尺寸的纳米砖单元结构阵列，实现近场单色的水印图案与无水印图案显示以及彩色的水印图案。且本专利技术结构简单，易于加工。本专利技术在光学防伪、图像隐藏、高分辨率单色及彩色图像显示、信息复用等方面具有很好的应用潜力；<br>本专利技术的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水印防伪超表面，其特征在于：/n所述超表面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组成，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所述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偏振方向是指相对于x轴而言：/n①当入射光源是绿光时，依次通过一个偏振方向为0°的起偏器、水印防伪超表面和一个偏振方向为90°的检偏器时，将在样片表面观察到一幅单色连续灰度图案；将检偏器偏振方向转为135°，将看到单色灰度图案不变，但是在表面又...

【技术特征摘要】
1.一种水印防伪超表面，其特征在于：
所述超表面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组成，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；
所述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；
偏振方向是指相对于x轴而言：
①当入射光源是绿光时，依次通过一个偏振方向为0°的起偏器、水印防伪超表面和一个偏振方向为90°的检偏器时，将在样片表面观察到一幅单色连续灰度图案；将检偏器偏振方向转为135°，将看到单色灰度图案不变，但是在表面又叠加了一层防伪水印；
②当入射光源为红绿双色光时，依次通过一个偏振方向为0°的起偏器、水印防伪超表面和一个偏振方向为0°的检偏器时，将在样片表面观察到一幅叠加了防伪水印且为彩色的图案。


2.根据权利要求1所述的水印防伪超表面，其特征在于：
当双色光入射时，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；
当单色光入射时，所述近场灰度图案实现灰度的连续调节；
利用马吕斯定律I＝I0cos2(θ)以及相关变式，能够在单色光照射情况下，实现水印的叠加与隐藏。


3.一种如权利要求1或2所述水印防伪超表面的设计方法，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，当入射线偏光垂直照射纳米砖单元时，沿长轴偏振的红光反射效率高，绿光透射效率高；沿短轴偏振的红光透射效率高，绿光反射效率高为目...

【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