[發(fā)明專利]基于三維折疊超材料的圓偏振器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710361941.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107121718B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧長志;楊盛焱;劉哲;李俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院物理研究所
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務(wù)所 11497
• 代理人: 黃小臨;馮玉清

1.一種圓偏振器，包括：

襯底；以及

形成在所述襯底上的多個諧振單元，每個諧振單元包括：

第一折疊部，包括第一基底和形成在所述第一基底上的第一諧振圖案，所述第一基底的一側(cè)連接到所述襯底并且相對于所述襯底折疊第一角度；以及

第二折疊部，包括第二基底和形成在所述第二基底上的第二諧振圖案，所述第二基底的一側(cè)連接到所述襯底并且相對于所述襯底折疊第二角度；

其中，所述第一基底的連接到所述襯底的一側(cè)與所述第二基底的連接到所述襯底的一側(cè)彼此相對設(shè)置，并且所述第一諧振圖案與所述第二諧振圖案彼此反鏡像對稱；

其中，所述第一諧振圖案和所述第二諧振圖案每個都包括一個或多個劈裂諧振環(huán)，所述劈裂諧振環(huán)為具有開口的環(huán)形結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)具有矩形、跑道形、圓形、五邊形或具有更多邊的多邊形形狀。

3.如權(quán)利要求2所述的圓偏振器，其中，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)具有正方形形狀。

4.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，每個劈裂諧振環(huán)的開口所在的方向與所述第一和第二折疊部的連接到所述襯底的邊基本平行。

5.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，所述第一諧振圖案和所述第二諧振圖案每個都包括相同或不同大小的多個劈裂諧振環(huán)。

6.如權(quán)利要求5所述的圓偏振器，其中，所述第一諧振圖案和所述第二諧振圖案每個中的多個劈裂諧振環(huán)的開口朝向相同的方向。

7.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，所述第一諧振圖案和所述第二諧振圖案每個都包括第一劈裂諧振環(huán)和第二劈裂諧振環(huán)，所述第二劈裂諧振環(huán)設(shè)置在所述第一劈裂諧振環(huán)的開口內(nèi)，并且所述第二劈裂諧振環(huán)的開口與所述第一劈裂諧振環(huán)的開口朝向相同的方向。

8.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，所述第一角度和所述第二角度每個都在20度至80度的范圍。

9.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，所述第一角度和所述第二角度彼此相同。

10.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，所述第一角度和所述第二角度彼此不同。

11.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，所述多個諧振單元排列成陣列，且相鄰諧振單元之間的距離小于10λ，λ是所述圓偏振器適用的波長。

12.如權(quán)利要求1所述的圓偏振器，其中，所述襯底、所述第一基底和所述第二基底是一體形成的，并且由電介質(zhì)材料形成，所述第一諧振圖案和所述第二諧振圖案由金屬材料形成。

13.如權(quán)利要求12所述的圓偏振器，其中，所述電介質(zhì)材料包括單晶硅、多晶硅、氮化硅，所述金屬材料包括金、銀、鉑、鋁、銅。

14.一種制備圓偏振器的方法，包括：

在襯底上形成多個諧振圖案對，每個諧振圖案對包括彼此反鏡像對稱的第一諧振圖案和第二諧振圖案；

圍繞所述第一諧振圖案的三個側(cè)面切割所述襯底，以形成所述第一諧振圖案位于其上的第一基底，所述第一基底僅在一條邊處連接到所述襯底；

圍繞所述第二諧振圖案的三個側(cè)面切割所述襯底，以形成所述第二諧振圖案位于其上的第二基底，所述第二基底也僅在一條邊處連接到所述襯底，并且所述第一基底的連接到所述襯底的一條邊與所述第二基底的連接到所述襯底的一條邊彼此相對設(shè)置；

用能量束輻照所述第一基底的連接到所述襯底的一條邊，以使得所述第一基底相對于所述襯底折疊第一角度；以及

用能量束輻照所述第二基底的連接到所述襯底的一條邊，以使得所述第二基底相對于所述襯底折疊第二角度。