基于建立结构参数库的角度复用超表面及设计方法

    公开(公告)号:CN113589522B

    公开(公告)日:2023-03-21

    申请号:CN202110733594.7

    申请日:2021-06-30

    申请人: 武汉大学

    IPC分类号: G02B27/00 G02B1/00 B82Y20/00

    摘要: 本发明公开了基于建立结构参数库的角度复用超表面及设计方法。所述超表面由多个单元结构阵列于一平面构成;所述单元结构由底层金属反射层、电介质间隔层和顶部金属纳米天线层构成;通过单元结构参数优化,使得单元结构在不同入射角下激发不同的共振模式,以产生不同的振幅和相位响应;通过采集多个在不同角度下产生不同相位和振幅的单元结构的结构参数以构建结构参数库。复用设计方法:通过电磁仿真计算,建立结构参数库;确定角度复用的成像通道以及待显示图像;将不同的单元结构与图像信息对应,有序阵列以实现角度复用的功能。本发明可实现角度复用的全息图像以及纳米印刷图像可以广泛应用于纳米印刷、全息成像等光学领域。

    实现片上波前整形的类金属线结构和非对称传输的应用

    公开(公告)号:CN113433606A

    公开(公告)日:2021-09-24

    申请号:CN202110693283.2

    申请日:2021-06-22

    申请人: 武汉大学

    IPC分类号: G02B5/00 G02B6/122

    摘要: 本发明提供实现片上波前整形的类金属线结构和非对称传输的应用。所述一维等离激元类金属线结构,由底层金属膜、中间层电介质和上层金属梯形纳米天线三层堆叠构成;所述金属梯形纳米天线周期性纵向一维排列于中间层电介质上。所述一维等离激元类金属线结构可以对宽带可见光区域的波长响应,实现宽带可见光中的平面内SPP波偏转。在该结构基础上,设置阵列光栅以构成级联双层结构,该结构可实现面内SPP的非对称偏折的传输功能,再通过进一步设计实现面内非对称透镜的功能。本发明所述的一维等离激元类金属线结构及级联结构具有结构简单、尺度小易于片上集成等优点,可广泛应用于片上转换光学器件、波导器件、信息处理、光谱仪和传感等重要领域。

    基于纳米微腔的光学滤波透镜设计及多波长消色差技术

    公开(公告)号:CN111624692A

    公开(公告)日:2020-09-04

    申请号:CN202010428752.3

    申请日:2020-05-20

    申请人: 武汉大学

    摘要: 本发明公开了一种基于纳米微腔的光学滤波透镜设计及多波长消色差技术。具有滤波功能的波带片由银反射层和银-二氧化硅-银透射层构成,银-二氧化硅-银透射层对单一波长响应,滤波的中心波长由银-二氧化硅-银透射层的厚度决定。利用其实现多波长消色差聚焦的方法为:确定多波长消色差聚焦的波长;将透射层中二氧化硅层的厚度与选取波长对应;根据波带片设计公式完成对多波长消色差聚焦的共同设计;将不同的结构与各个环带需要的透射效果相对应,实现多波长消色差聚焦。本发明将滤波和聚焦功能集成在一个波带片上,可实现多波长消色差聚焦的设计,同时具有结构简单、尺度小易于集成等优点,可广泛应用于滤波、聚集、消色差成像等光学领域。

    实现片上波前整形的类金属线结构和非对称传输的应用

    公开(公告)号:CN113433606B

    公开(公告)日:2022-03-04

    申请号:CN202110693283.2

    申请日:2021-06-22

    申请人: 武汉大学

    IPC分类号: G02B5/00 G02B6/122

    摘要: 本发明提供实现片上波前整形的类金属线结构和非对称传输的应用。所述一维等离激元类金属线结构,由底层金属膜、中间层电介质和上层金属梯形纳米天线三层堆叠构成;所述金属梯形纳米天线周期性纵向一维排列于中间层电介质上。所述一维等离激元类金属线结构可以对宽带可见光区域的波长响应,实现宽带可见光中的平面内SPP波偏转。在该结构基础上,设置阵列光栅以构成级联双层结构,该结构可实现面内SPP的非对称偏折的传输功能,再通过进一步设计实现面内非对称透镜的功能。本发明所述的一维等离激元类金属线结构及级联结构具有结构简单、尺度小易于片上集成等优点,可广泛应用于片上转换光学器件、波导器件、信息处理、光谱仪和传感等重要领域。

    基于超表面的广角散射和定向散射的元件结构及设计方法

    公开(公告)号:CN111413754B

    公开(公告)日:2021-11-02

    申请号:CN202010147224.0

    申请日:2020-03-05

    申请人: 武汉大学

    IPC分类号: G02B5/02 G02B27/00 G06F30/20

    摘要: 本发明公开了一种基于超表面的广角散射和定向散射的元件结构及设计方法。本发明的设计方法针对工作波长,优化设计单元结构,通过改变硅纳米砖转向角可以调控相位,将所需的散射光场输入算法,计算相位排布,根据算法给出的相位梯度排布硅纳米砖的转向角,用工作波长垂直照射即可得到所需的广角散射或定向散射光场。本发明方法设计流程简单且设计的相位梯度通用;提高了对光散射方向的控制能力,使光散射到设计的角度范围;散射元件为超表面,更轻薄以及便于集成化;可广泛应用于光学照明、光学成像等领域。

    宽带可见光偏振不敏感的超光栅元件结构及其应用

    公开(公告)号:CN111208594B

    公开(公告)日:2021-07-06

    申请号:CN202010180206.2

    申请日:2020-03-16

    申请人: 武汉大学

    IPC分类号: G02B5/18

    摘要: 本发明公开了一种宽带可见光偏振不敏感的超光栅元件结构及其应用。该元件结构是由单元结构组成的阵列,每个银几何体与其对应的二氧化硅层和银反射层构成单元结构;所述单元结构对可见光有宽带的响应;所述单元结构对偏振不敏感;所述单元结构周期性排布组成阵列可实现宽带的色散。本发明结构尺度小易于集成,对可见光波段色散能力强,色散角度覆盖范围大,可用于光谱仪、分光计等仪器中用于光波频率分析。

    基于超表面的广角散射和定向散射的元件结构及设计方法

    公开(公告)号:CN111413754A

    公开(公告)日:2020-07-14

    申请号:CN202010147224.0

    申请日:2020-03-05

    申请人: 武汉大学

    IPC分类号: G02B5/02 G02B27/00 G06F30/20

    摘要: 本发明公开了一种基于超表面的广角散射和定向散射的元件结构及设计方法。本发明的设计方法针对工作波长,优化设计单元结构,通过改变硅纳米砖转向角可以调控相位,将所需的散射光场输入算法,计算相位排布,根据算法给出的相位梯度排布硅纳米砖的转向角,用工作波长垂直照射即可得到所需的广角散射或定向散射光场。本发明方法设计流程简单且设计的相位梯度通用;提高了对光散射方向的控制能力,使光散射到设计的角度范围;散射元件为超表面,更轻薄以及便于集成化;可广泛应用于光学照明、光学成像等领域。

    基于直接打印结构色技术的动态彩色全息方法

    公开(公告)号:CN115903429B

    公开(公告)日:2024-08-09

    申请号:CN202211435262.1

    申请日:2022-11-16

    申请人: 武汉大学

    IPC分类号: G03H1/04 G03F7/00 G03F7/20

    摘要: 本发明公开了一种基于直接打印结构色技术的动态彩色全息方法,该直接打印结构色技术,是利用电子束曝光直接灰度曝光三层薄膜结构,以打印出阶梯式三层薄膜结构,无需额外的加工步骤,可以直接生成不同色彩的结构色。三层薄膜结构由金属层‑聚乙烯醇层‑金属层组成;聚乙烯醇层对电子束曝光剂量敏感,在不同曝光剂量下,发生不同程度的坍缩;聚乙烯醇层能够吸收环境中的水分子发生膨胀行为。通过将传输相位编码到直接打印的结构中,本发明可实现近场图案的彩色打印,同时可以在远场投影出彩色的全息图案,其图案颜色可以随环境湿度变化动态调控。本发明可广泛应用于光学滤波,主动式光学器件,以及新型光学显示平台等实际应用领域。