一种基于超表面的全视场平面三维显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于超表面的全视场平面三维显示装置。本发明专利技术包括超表面、平面镜以及支撑结构；所述超表面由各向异性亚波长微纳结构组成，其可对正交偏振态实现独立的透射以及反射振幅和相位的调制；所述的平面反射镜由金属薄膜构成，其上面可增加透明材料进行保护；所述的支撑结构对制作材料没有限制，其主要负责固定反射镜以及设计超表面。本发明专利技术通过超表面对光波不同偏振态的自由调制能力，将被观测物体的三维信息投影到装置外，充分发挥了超表面平面化、轻薄化以及偏振可控的优势，为生物光子学中活体实时三维观测提供新的实现方案，为超表面在生物光子学中的应用开辟新的思路。思路。思路。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超表面的全视场平面三维显示装置


[0001]本专利技术属于微纳光学、三维投影显示、生物光子学领域，尤其涉及一种基于超表面的全视场平面三维显示装置，在活体生物显示、昆虫个体活动观察等应用领域研究中有巨大价值。

技术介绍

[0002]全视场活体生物三维显示成像技术一直是生物光子学中的难题，也是研究昆虫等生物个体活动以及群体活动的关键。在传统的生物学个体活动的研究中，需要使用真实的活体放置在透明隔板相隔的空间中观察生物视觉对个体活动的影响。例如，在研究对小丑鱼的性别转化中，需要使用透明隔箱来观测生物水域虚拟的雌性是否会抑制青年雌雄同体小丑鱼的性别转化。在这种方案中，生物可观察视场有限，并且很难进行生物间的近距离观测。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于超表面的全视场平面三维显示装置。本方案通过偏振复用的平面超表面，可以将一个空间的活体生物进行全视场的投射到另一个空间，投影到新空间的光场包含物体的三维信息，并且这个三维实像可以被真实物体碰撞、接触、穿插，为生物光子学的研究等领域提供了新的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超表面的全视场平面三维显示装置，其特征在于，从上至下依次包括一层拥有透射和反射光波调制功能的超表面、支撑结构以及一层平面反射镜；所述的超表面由各向异性的微纳结构组成，对不同偏振态的光子有不同的透射以及反射响应；所述的各向异性的微纳结构由透明衬底和衬底上的亚波长微结构组成，所述透明衬底用于透射入射光场，以及支撑亚波长微纳结构；所述的亚波长微纳结构为纳米介质柱，对于入射的光波可实现透反射系数的调制；所述的平面反射镜由金属薄膜构成，上面涂敷或键合一层透明材料，该平面反射镜用于实现对光线的反射和成像空间的压缩；所述的支撑结构用于固定平面反射镜以及超表面，并保证相对距离为设计距离。2.根据权利要求1所述的一种基于超表面的全视场平面三维显示装置，其特征在于，所述超表面的纳米介质柱为各向异性结构，在x和y方向的尺寸不同，并且具有一定的旋转角度；对透射光和反射光分别进行相位和振幅调制，并且对于左右旋光，通过对结构的旋转以及结合琼斯矩阵来实现不同的调制效果。3.根据权利要求2所述的一种基于超表面的全视场平面三维显示装置，其特征在于，所述超表面的纳米介质柱的晶格常数小于工作波长，对于一种偏振态，其透射率大于80%，无相位梯度调制，对于入射偏振态的正交偏振态，反射率大于80%，并转化为原入射偏振态，反射相位覆盖0~2π。4.根据权利要求3所述的一种基于超表面的全视场平面三维显示装置，其特征在于，所述超表面的纳米介质柱排布满足：对于高反射的偏振态，相位分布由射线光学仿真软件优化得到，使得被观测物体发出的光线通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞，马云贵，胡欢，周毅，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：