【技术实现步骤摘要】
基于水凝胶的可编程超表面及其实现动态图像显示的方法
[0001]本专利技术涉及微纳光学
，具体涉及一种基于水凝胶的可编程超表面及其实现动态图像显示的方法。
技术介绍
[0002]超表面对电磁波具有灵活的振幅、相位、偏振调控能力，在操纵光方面表现出巨大的潜力，被广泛用于光学图像显示领域。然而，可见光波段中的大多数超表面器件只能静态工作，限制了其在现实中的进一步应用。尽管目前研究出了各种作用于超表面的动态调控方法，但仍缺少一种大面积、低能耗和低成本的简易调控技术。作为自然界中普遍存在的绿色物质，水在近几年常被尝试用作激励源来解决上述问题，一种典型的方案是通过将水完全浸润超表面，改变纳米结构周围的有效环境折射率，从而增强等离子体共振、米氏共振或法诺共振等的光学响应；另一种新兴方案是采用湿度响应材料，如水凝胶，其可通过从潮湿环境中吸收或释放水分子而相应地膨胀或坍缩。
[0003]目前基于浸润或者湿度的调控方法仅能实现小范围的光谱调制，如何在调控过程中实现可独立编码的像素级动态显示，仍未被充分探索，亟待新的创新和革命。<...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于水凝胶的可编程超表面，其特征在于：所述超表面由多个不同几何形状的单元结构排布于同一平面构成；所述单元结构用于实现可编程超表面，由三层材料组成：顶层金属
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中间层水凝胶
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底层金属；其中水凝胶层是具有几何形状的特定结构；通过对结构的几何参数优化，使得单元结构在不同环境湿度下激发不同的共振模式，以产生不同的振幅响应用于独立编码；所述单元结构包括以下四种：(1)单元结构#1为不带转角的长方体纳米天线，在两种状态下都显示低反射率，用于编码00；(2)单元结构#2为不带转角的T型纳米天线，在干燥和湿润状态下分别显示低反射率和高反射率，用于编码01；(3)单元结构#3为转角15度的长方体纳米天线，在干燥和湿润状态下分别显示高反射率和低反射率，用于编码10；(4)单元结构#4只包含底层银膜，在两种状态下都显示高反射率，用于编码11。2.根据权利要求1所述的基于水凝胶的可编程超表面，其特征在于：所述顶层金属
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中间层水凝胶
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底层金属三层结构的金属层材料为银，水凝胶层材料为聚乙烯醇。3.根据权利要求1或2所述的基于水凝胶的可编程超表面，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李仲阳，胡婉林，代尘杰，万帅，李哲，唐娇，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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