【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光场调控，尤其是涉及一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法。
技术介绍
1、超构表面作为一种由人工亚波长微结构按照特定方式排列而成的二维平面光学器件，能够对光场的偏振、振幅、相位等自由度进行任意调控。现代光学技术的发展迫切需要超构表面能够兼具光束偏折和偏振转换功能，同时确保足够高的光学效率。双功能的集成需要超构表面对正交线偏振光的透射率和相位进行解耦调制。现有技术通过直接设计单个矩形纳米柱的线宽来尽可能同时满足超构表面对正交偏振光的透射率和相位要求。虽然简单矩形纳米柱结构因其固有的各向异性，能够对正交线偏振光的透射率和相位产生不同的调制，但其结构线宽对正交线偏振光的响应无法解耦，在设计过程中只能依赖全局密集扫描，必要时还需借助数值优化算法，显著增加了设计难度。此外，简单矩形纳米柱结构的光场束缚能力较弱，难以将光场局域在结构内部，相邻纳米柱之间的耦合作用较为强烈，破坏了超构表面调制光场的真实相位梯度，最终导致光学效率无法超过80％。
2、目前尚无一套简单有效的方法和结构，可以基于超构表面同时实现高效率的光束偏折和偏振转换。
3、针对以上问题，如何实现对正交线偏振光的振幅和相位的解耦调控，是光束偏折和偏振转换双功能超构表面进一步发展亟需解决的瓶颈问题。因此对于本领域研究人员来说，有必要开发一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法和结构，从而实现物理图像明确、设计思路简单、调控效率优异的双功能集成超构表面器件。
技术实现思路
...【技术保护点】
1.一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述光束偏折角度的选择范围为0°～40°。
3.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述单元结构周期和单元结构个数满足的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述纳米柱为高折射率矩形纳米柱，所述高折射率矩形纳米柱采用的高折射率材料为Si或TiO2。
5.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述全介质纳米柱主结构的高度大于等于600nm，全介质纳米柱主结构对x线和y线偏振光的透射率均大于90％。
6.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述全介质纳米柱主结构长轴方向的偏振态相位与目标相位的差值在±5°以内。
7.根据
8.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述选择全介质纳米柱微扰副结构的步骤包括：
9.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述全介质纳米柱微扰副结构的高度、采用的组成材料与全介质纳米柱主结构保持一致。
10.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述全介质纳米柱主结构短轴方向的偏振态相位与目标相位的差值在±5°以内。
...【技术特征摘要】
1.一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述光束偏折角度的选择范围为0°～40°。
3.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述单元结构周期和单元结构个数满足的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述纳米柱为高折射率矩形纳米柱，所述高折射率矩形纳米柱采用的高折射率材料为si或tio2。
5.根据权利要求1所述的一种高效率光束偏折和偏振转换双功能微扰超构表面设计方法，其特征在于，所述全介质纳米柱主结构的高度大于等于600nm，全介质纳米柱主结构对x线和y线偏振光的透射率均大于90％。
6.根...
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