基于宽带可见光纳米超表面的双向全息调制方法及应用技术

本发明专利技术公开了基于宽带可见光纳米超表面的双向全息调制方法及应用。所述超表面是由多个单元结构周期性排列而成，单元结构包括基底和设置于其上的纳米砖。该方法通过设计单元结构的尺寸参数以构建超表面，可实现宽带可见光范围内单层纳米结构的双向全息图像显示。单个纳米砖在长宽上具有各自独立的自由度，分别对两种不同的线偏振光具有不同的响应，实现不同偏振下两幅不同图像的显示。本发明专利技术结构尺度小易于集成，可以作为非互易信息处理、光学计量和加密/解密安全性增强防伪应用的器件。和加密/解密安全性增强防伪应用的器件。和加密/解密安全性增强防伪应用的器件。

【技术实现步骤摘要】
基于宽带可见光纳米超表面的双向全息调制方法及应用


[0001]本专利技术涉及微纳光学及光学全息领域，尤其涉及一种宽带可见光范围内单层纳米结构的双向全息方法及应用。

技术介绍

[0002]传统的基于几何光学或衍射光学的光学器件由于结构尺寸和固有光学特性的限制，用于控制光束的转向和分裂的方式相当有限。例如，通过色散衍射周期效应的闪耀光栅将不同频率的光分裂成不同的衍射角度。由于纳米加工技术的重大进展，超表面作为一类新型的平面光学元件已经创造了空前的任意操纵光学和光子学的可能性。广泛的光学应用已被迅速证明，包括纳米印刷，光束偏转/分裂，超透镜，全息和轨道角动量(OAM)束。本质上，获得各种应用的内在原理在于对于光的频率、相位、幅度和偏振态等进行控制。但是，光的另一个通用属性，即波矢方向(k方向)尚未在多功能超表面中得到充分利用。传统的超表面对于波矢量的正向和反向入射具有完全相同的光学透射和功能。对于单层超表面，由于几何对称性，对于双向入射的透射光具有相同的响应。而打破这种对称性在应用方面至关重要，例如光通信系统中的光隔离器，或用于保护大功率激光设备。因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于宽带可见光纳米超表面的双向全息调制方法，其特征在于，步骤如下：(1)构建用于形成超表面的单元结构：其中，所述结构为两层结构，两层包括基底和设置于其上的纳米砖；所述超表面由多个单元结构周期性排列于同一平面所构成；单元结构中纳米砖具有独立设置的尺寸参数；(2)采用电磁仿真工具，设置工作波长对不同单元结构的尺寸进行扫描，得到不同线偏振光下纳米砖尺寸与相位的关系；(3)设计两幅相位型全息图案，将其相位信息转化为两个偏振光下的尺寸参数，排布单元结构以构建超表面；(4)在超表面上覆盖一层半波片膜，通过改变入射光的方向实现宽带可见光范围内单层纳米结构的双向全息显示。2.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于：所述步骤(1)中纳米砖和基底均为长方体结构；其中基底横截面为正方形；单元结构的基底尺寸相同。3.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于：所述单元结构的基底由折射率低且透明光学材料构建，材料包括MgF2、Al2O3、SiO2，纳米砖的材料包括TiO2、Si、Ag、Au、Cu、Al。4.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于：所述步骤(1)、(2)中尺寸参...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仲阳，万成伟，代尘杰，郑国兴，李子乐，万帅，李哲，时阳阳，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：