基于PB相位型准连续超表面的彩色全息图设计方法及器件技术

本发明专利技术公开了一种基于PB相位型准连续超表面的彩色全息图设计方法，首先确定纳米条纹带的初始坐标点以及获取彩色激光照明下该点的相位需求；根据不同波长激光的相位需求计算初始坐标点处全息图对应的相位；计算各种入射激光同时照明时初始坐标点上切线的取向角；沿切线正负方向移动预设步长得到下一个点；重复循环得到一系列的坐标点，然后逐个连接得到一条准连续的纳米条纹线，令其具备一定的宽度获得纳米条纹带，最后根据该方法制作超表面器件。本方法采用点源算法设计纳米条纹带，实现对相位的任意控制，提升彩色全息成像的能量效率。利用准连续型结构，使用红绿蓝三色光照明，实现了高效率的三维彩色全息成像。实现了高效率的三维彩色全息成像。实现了高效率的三维彩色全息成像。

【技术实现步骤摘要】
基于PB相位型准连续超表面的彩色全息图设计方法及器件


[0001]本专利技术涉及光学全息
，特别是一种基于PB相位型准连续超表面的高效率彩色全息图设计方法及器件。

技术介绍

[0002]计算全息技术能够实现无辅助设备的真三维成像，是一种潜力巨大的虚拟显示技术。理论上，全息成像的性质(视场角、清晰度、能量效率等)受到编码材料的限制。以商用8μm像素尺寸的空间光调制器为例，可见光波段其对应全息成像视场角难以超过5度，极大地限制了全息成像的实际应用。超表面具备在亚波长尺度范围内的电磁波调控能力，是一种理想的计算全息图编码材料。近年来，使用超表面编码计算全息图，获得了许多的进展。
[0003]然而，目前的超表面全息技术大多基于离散型的像元编码方式。一方面，离散化编码会引起全息图高频信息的丢失和高级次衍射光的出现，降低了全息成像的质量和能量效率。另一方面，由于离散型超表面结构的固有谐振特性，其所编码的全息器件在偏离预设波长时能量效率会产生一定的降低，这限制了全息器件的工作带宽。对于超表面彩色全息器件而言，高信噪比的离轴照明方式需要多个波长的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于PB相位型准连续超表面的彩色全息图设计方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：确定纳米条纹带的初始坐标点A1(x1，y1)；S2：获取若干不同入射激光在该点的相位需求；S3：根据不同入射激光的相位需求计算初始坐标点A1(x1，y1)处全息图对应的相位PH(x1，y1)；S4：计算不同入射激光同时照明时，初始坐标点A1(x1，y1)上切线的取向角ζ1(x1，y1)；S5：沿切线方向移动预设步长得到下一个点A2(x2，y2)；S6：根据步骤S2
‑
S4分别计算不同入射激光在下一个点A2(x2，y2)的相位需求PH(x2，y2)及取向角ζ2(x2，y2)，沿切线方向移动预设步长得到下一个点A3(x3，y3)；重复循环得到一系列的坐标点A4(x4，y4)，A5(x5，y5)
……
An(x
n
，y
n
)；S7：将不同入射激光照明下计算得到的坐标点逐个连接得到对应的一条准连续的纳米条纹线；S8：设置纳米条纹线的宽度，得到准连续的纳米条纹带。2.如权利要求1所述的基于PB相位型准连续超表面的彩色全息图设计方法，其特征在于：所述入射激光的相位需求按照以下步骤计算：S21：根据点源法计算激光正入射时原始图像的相位；S22：计算叠加对应倾斜相位后的相位需求；即得到入射激光的相位需求。3.如权利要求1所述的基于PB相位型准连续超表面的彩色全息图设计方法，其特征在于：所述入射激光为三原色激光中的任一种或任意组合。4.如权利要求1所述的基于PB相位型准连续超表面的彩色全息图设计方法，其特征在于：所述坐标点上切线的取向角根据以下公式确定：ζ
n
(x
n...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓虎，刘开峰，杨阳，高潮，郭永彩，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：