实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法技术

本发明专利技术提供一种实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法，包括：构建超表面阵列；优化仿真获得多组尺寸参数的纳米砖结构单元的反射光谱，并计算得到其结构色；设计目标彩色图像，根据目标彩色图像的颜色分布选择结构色符合要求的几组尺寸参数作为备选尺寸参数；根据目标彩色图像各像素点的颜色从备选尺寸参数中找到各像素点对应的纳米砖结构单元对应的尺寸参数；设计待叠加的水印图像，在上述步骤基础上将无水印叠加的像素点对应的纳米砖结构单元的纳米砖转向角设为α，将有水印叠加的像素点对应的纳米砖结构单元的纳米砖转向角设为α±90°。本发明专利技术加工误差容忍度高，降低了设计和加工难度，有着很好的发展前景。

【技术实现步骤摘要】
实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法
本专利技术属于微纳光学的
，具体涉及一种实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法。
技术介绍
目前基于偏振复用的结构色纳米印刷方案通常通过设计纳米单元结构的长短轴尺寸，从而调控其两个正交方向偏振光的光谱响应。但是在这类方案中，单独改变纳米单元的长轴或短轴尺寸时，两个方向偏振光的透反射光谱都会被影响，无法独立调控某一方向偏振光的光谱响应，这使得现有偏振复用结构色纳米印刷方案的设计和加工较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法，该方法采用非偏振光和偏振光复用，降低了设计和加工难度，在防伪、加密、信息复用、高密度光学存贮等领域有着很好的发展前景。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法，包括如下步骤：S1：构建超表面阵列，所述超表面阵列包括周期性排布的多个纳米砖结构单元，每个纳米砖结构单元包括基底工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：构建超表面阵列，所述超表面阵列包括周期性排布地多个纳米砖结构单元，每个纳米砖结构单元包括基底工作面以及设置在基底工作面上的纳米砖；/nS2：优化仿真获得多组尺寸参数的纳米砖结构单元的反射光谱，并根据反射光谱计算得到其对应的结构色；/nS3：设计目标彩色图像，根据目标彩色图像的颜色分布从步骤S2中纳米砖结构单元的多组尺寸参数中选择结构色符合要求的几组尺寸参数作为备选尺寸参数；/nS4：根据目标彩色图像各像素点的颜色从步骤S3的备选尺寸参数中找到各像素点对应的纳米砖结构单元对应的尺寸参数；/nS5：设计待...

【技术特征摘要】
1.一种实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：构建超表面阵列，所述超表面阵列包括周期性排布地多个纳米砖结构单元，每个纳米砖结构单元包括基底工作面以及设置在基底工作面上的纳米砖；
S2：优化仿真获得多组尺寸参数的纳米砖结构单元的反射光谱，并根据反射光谱计算得到其对应的结构色；
S3：设计目标彩色图像，根据目标彩色图像的颜色分布从步骤S2中纳米砖结构单元的多组尺寸参数中选择结构色符合要求的几组尺寸参数作为备选尺寸参数；
S4：根据目标彩色图像各像素点的颜色从步骤S3的备选尺寸参数中找到各像素点对应的纳米砖结构单元对应的尺寸参数；
S5：设计待叠加在目标彩色图像上的水印图像，在步骤S4的基础上将无水印叠加的像素点对应的纳米砖结构单元的纳米砖转向角设为α，将有水印叠加的像素点对应的纳米砖结构单元的纳米砖转向角设为α±90°，从而获得所需的超表面彩色纳米印刷器件。


2.根据权利要求1所述的实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法，其特征在于，以平行于所述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，所述纳米砖转向角为所述纳米砖的长轴L与x轴的夹角。


3.根据权利要求1所述的实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法，其特征在于，所述纳米砖结构单元的尺寸参数包括所述纳米砖的长轴L、短轴W和高H以及所述基底工作面边长P的尺寸，且长轴L与短轴W不相等。


4.根据权利要求3所述的实现可重构水印的超表面彩色纳米印刷器件的设计方法，其特征在于，在步骤2进行仿真优化时，将纳米砖结构单元的高H以及基底工作面边长P的尺寸固定，以工作波长下的白光入射纳米砖结构单元并采用电磁仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国兴，彭畅，戴琦，李子乐，邓联贵，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42