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一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件及实现方法技术

技术编号:41012937 阅读:32 留言:0更新日期:2024-04-18 21:49
本发明专利技术公开了一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件及实现方法,涉及微纳光学器件技术领域。依次包括底层介质衬底、金属反射层、电介质纳米柱结构阵列、第一种电介质材料层、第二种电介质材料层、向列相液晶、光致取向层、氧化铟锡透明电极以及顶层透明介质衬底,其中电介质纳米结构柱阵列包覆在第一种电介质材料层之内。本发明专利技术通过将超构表面与液晶进行集成,对液晶施加不同的电压调控液晶的折射率,从而调控超构表面出射光的相位延迟,构建出不同的相位梯度,实现光束偏折的动态可调。本发明专利技术由于不具有机械运动部件,因此可避免损耗和可靠性问题,并且该光束偏折器件功耗低、偏转效率高、体积小,易加工,具有大规模生产的潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微纳光学器件,更具体地说,是涉及一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件及实现方法


技术介绍

1、光束偏折是一种基础且重要的光束操控行为,一直是光学领域的研究重点,在激光雷达、高端芯片、自由空间光通信、高灵敏传感等方面都具有重要潜在应用,可应用于通讯、生物医疗、天文观测和国防军事等众多领域。因此,实现大角度、高效率的光束偏折对于光学元件的设计具有重要的意义。常见的实现光束偏折的技术包括衍射光栅、电光陶瓷晶体、液晶、摆镜、振镜扫描等技术,通常上使用相位积累的光束偏折,具有体积大、不易集成,或是大角度偏折效率低的缺点,在摆镜、振镜技术中,由于存在机械运动存在机械失效的风险。近年来,人们提出了超构表面(一种新型的亚波长光学结构),结合亚波长单元结构的光场调控能力和液晶的偏振调控能力,可以实现大角度、高效率的动态光束偏折。

2、超构表面是近些年来一种新型的基于广义斯涅耳定律的平面光学调控元件,由亚波长尺寸大小和间隔的散射体在二维平面上周期或非周期排列构成。通过对散射体的形状、大小、位置和方向进行调整,几乎可以实现光的相位、振幅、偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件,其特征在于,包括底层介质衬底,在底层介质衬底的上面设有金属反射层,在金属反射层的上面设有第一种电介质材料层,在第一种电介质材料层内包覆设有电介质纳米柱结构阵列,电介质纳米柱结构阵列包含多个纳米柱结构,在第一种电介质材料层的上面设有第二种电介质材料层,向列相液晶设置在第二种电介质材料层内,在第二种电介质材料层的上面设有光致取向层,在光致取向层的上面设有氧化铟锡透明电极,在氧化铟锡透明电极的上面设有顶层透明介质衬底,入射光从顶层透明介质衬底的上面射入。

2.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件,其特征在...

【技术特征摘要】

1.一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件,其特征在于,包括底层介质衬底,在底层介质衬底的上面设有金属反射层,在金属反射层的上面设有第一种电介质材料层,在第一种电介质材料层内包覆设有电介质纳米柱结构阵列,电介质纳米柱结构阵列包含多个纳米柱结构,在第一种电介质材料层的上面设有第二种电介质材料层,向列相液晶设置在第二种电介质材料层内,在第二种电介质材料层的上面设有光致取向层,在光致取向层的上面设有氧化铟锡透明电极,在氧化铟锡透明电极的上面设有顶层透明介质衬底,入射光从顶层透明介质衬底的上面射入。

2.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件,其特征在于,所述底层介质衬底采用石英衬底或硅衬底或者氧化硅衬底。

3.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件,其特征在于,所述金属反射层采用金或银或铝制成。

4.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件,其特征在于,所述纳米柱结构采用矩形纳米柱或圆形纳米柱或椭圆纳米柱。

5.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件,其特征在于,所述纳米柱结构的材料包括tio2、hfo2、zro2、gan、si2n3、si、gaas、zns或包括tio2、hfo2、zro2、gan、si2n3、si、gaas、aln。

6.根据权利要求1所述的一种基于超构表面的偏振不敏感动态光束偏折器件,其特征在于,所述纳米柱结构的高度范围为20nm-1500...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡跃强欧香念娄少臻庾点段辉高贾红辉
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

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