一种基于超表面的光场调控方法及光场调控器技术

本发明专利技术公开了一种基于超表面的光场调控方法及光场调控器，涉及光场调控领域，该方法包括：将加装信号的载波输入到基于超表面结构的分波器上进行分束；将分束后的载波入射到硅基液晶空间光调制器的有源区感光面上；调整硅基液晶空间光调制器的灰度，对分束后的载波进行角度的调节，以实现预设覆盖面积的光场调控。本发明专利技术可以实现大覆盖区域的光场的有效调控。控。控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超表面的光场调控方法及光场调控器


[0001]本专利技术涉及光场调控领域，具体涉及一种基于超表面的光场调控方法及光场调控器。

技术介绍

[0002]随着无线终端设备数量的急剧增加和新型多媒体的不断涌现，对于信息传输容量的需求呈指数的增长，无线频谱资源越来越短缺。
[0003]目前，光无线通信吸引了学术界和产业界足够的重视，因为它可以提供丰富的频谱，可以减轻无线频谱的压力。此外，光频段的无线通信可以抵抗电磁干扰。在光无线通信中，实现光场的有效调控是最重要的技术之一。然而目前缺乏一种能实现在大覆盖区域的光场的有效调控的手段。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术第一方面提供一种基于超表面的光场调控方法，其可以实现大覆盖区域的光场的有效调控。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0006]一种基于超表面的光场调控方法，该方法包括以下步骤：
[0007]将加装信号的载波输入到基于超表面结构的分波器上进行分束；
[0008]将分束后的载波入射到硅基液晶空间光调制器的有源区感光面上；
[0009]调整硅基液晶空间光调制器的灰度，对分束后的载波进行角度的调节，以实现预设覆盖面积的光场调控。
[0010]一些实施例中，所述将加装信号的载波输入到基于超表面结构的分波器上进行分束，包括：
[0011]以激光器出射的光波作为载波，进行信号的加装；
[0012]将加装信号的载波输入到准直器中进行准直；
[0013]将准直后的载波垂直入射到基于超表面结构的分波器上进行分束。
[0014]一些实施例中，所述准直器输出的载波的束腰刚好覆盖住所述超表面结构。
[0015]一些实施例中，所述超表面结构采用几何相位、传输相位、或几何相位结合传输相位的方式以设置为反射式类型或投射式类型。
[0016]一些实施例中，采用发散角为40
°
，且可将加装信号的载波分成四行四列的分波器进行分束。
[0017]一些实施例中，采用的硅基液晶空间光调制器的有源区的像素单元的大小为8μm，且为1550nm波长所响应。
[0018]一些实施例中，调整硅基液晶空间光调制器的灰度，以使对分束后的载波进行调节的角度为10
°
。
[0019]本专利技术第二方面提供一种基于超表面的光场调控器，其可以实现大覆盖区域的光
场的有效调控。
[0020]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0021]一种基于超表面的光场调控器，包括：
[0022]基于超表面结构的分波器，其用于对输入的加装信号的载波进行分束；
[0023]硅基液晶空间光调制器，其用于接收经所述分波器分束的载波，并通过调整灰度，对分束后的载波进行角度的调节，以实现预设覆盖面积的光场调控。
[0024]一些实施例中，所述分波器的发散角为40
°
，且可将加装信号的载波分成四行四列。
[0025]一些实施例中，所述硅基液晶空间光调制器的有源区的像素单元的大小为8μm，且为1550nm波长所响应。
[0026]一些实施例中，所述超表面结构采用几何相位、传输相位、或几何相位结合传输相位的方式以设置为反射式类型或投射式类型。
[0027]一些实施例中，所述光场调控器还包括准直器，所述准直器用于对加装信号的载波进行准直。
[0028]一些实施例中，所述准直器输出的载波的束腰刚好覆盖住所述超表面结构。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0030]本专利技术中的基于超表面的光场调控方法，其首先将加装信号的载波输入到基于超表面结构的分波器上进行分束，然后将分束后的载波入射到硅基液晶空间光调制器的有源区感光面上，再通过调整硅基液晶空间光调制器的灰度，对分束后的载波进行角度的调节，即可以实现预设覆盖面积的光场调控，从而很好地实现了在大覆盖区域的光场的有效调控。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例中基于超表面的光场调控方法的流程图；
[0032]图2为图1中步骤S1的流程图；
[0033]图3为本专利技术实施例中基于超表面的光场调控器的示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0036]参见图1所示，本专利技术实施例提供一种基于超表面的光场调控方法，该方法包括以下步骤：
[0037]S1.将加装信号的载波输入到基于超表面结构的分波器上进行分束。
[0038]具体而言，一些实施例中，参见图2所示，步骤S1包括：
[0039]S11.以激光器出射的光波作为载波，进行信号的加装；
[0040]S12.将加装信号的载波输入到准直器中进行准直；
[0041]S13.将准直后的载波垂直入射到基于超表面结构的分波器上进行分束。
[0042]可以理解的是，激光器出射的光波作为载波，通过加装信号后，输入到准直器中出射，这里准直器的参数，需要针对超表面结构(超表面芯片)的尺寸来选择，输出光的束腰需要能够覆盖住超表面芯片。
[0043]通过准直器的光束是可以看做是平行光束，垂直入射到超表面芯片上，通过设计的超表面可以将光波均匀或者均匀的分束。超表面结构采用几何相位、传输相位、或几何相位结合传输相位的方式以设置为反射式类型或投射式类型。
[0044]S2.将分束后的载波入射到硅基液晶空间光调制器的有源区感光面上。
[0045]S3.调整硅基液晶空间光调制器的灰度，对分束后的载波进行角度的调节，以实现预设覆盖面积的光场调控。
[0046]一些实施例中，采用的是发散角为40
°
、4*4的分束器，然后通过超表面反射的4*4的光斑入射到硅基液晶空间光调制器的有源区感光面上。以为1550nm波长响应的硅基液晶空间光调制器为例，其有源区的像素单元的大小为8μm，通过调整其灰度对光场的调控角度为10
°
。
[0047]下面以一个具体的例子做进一步说明：
[0048]将基于超表面结构的分波器和硅基液晶空间光调制器构成的光场调控器件放在房间的天花板上，天花板与地面的高度为3m。光场调控的空间截面图如图3所示，在地面的一行分布为area1，area2，area3，area4，每一个area对应于一个光无线用户终端。
[0049]通过调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超表面的光场调控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将加装信号的载波输入到基于超表面结构的分波器上进行分束；将分束后的载波入射到硅基液晶空间光调制器的有源区感光面上；调整硅基液晶空间光调制器的灰度，对分束后的载波进行角度的调节，以实现预设覆盖面积的光场调控。2.如权利要求1所述的一种基于超表面的光场调控方法，其特征在于，所述将加装信号的载波输入到基于超表面结构的分波器上进行分束，包括：以激光器出射的光波作为载波，进行信号的加装；将加装信号的载波输入到准直器中进行准直；将准直后的载波垂直入射到基于超表面结构的分波器上进行分束。3.如权利要求2所述的一种基于超表面的光场调控方法，其特征在于：所述准直器输出的载波的束腰刚好覆盖住所述超表面结构。4.如权利要求1所述的一种基于超表面的光场调控方法，其特征在于：所述超表面结构采用几何相位、传输相位、或几何相位结合传输相位的方式以设置为反射式类型或投射式类型。5.如权利要求1所述的一种基于超表面的光场调控方法，其特征在于：采用发散角为40
°
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶金，尤全，肖希，刘子晨，李子乐，郑国兴，余少华，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：