[發(fā)明專(zhuān)利]寬頻超穎光學(xué)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711020235.7
• 申請(qǐng)日: 2017-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108152997B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡定平;吳品頡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 臺(tái)灣地區(qū)“中央研究院”
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/00
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;郭曉宇

本發(fā)明提供一種寬頻超穎光學(xué)裝置，包含一介電層及形成于該介電層上的一納米柱陣列。該納米柱陣列沿著一橫向方向及一縱向方向延伸。該納米柱陣列包含多個(gè)沿著介電層延伸的納米柱，該多個(gè)納米柱彼此間隔，且相異納米柱之間具有一夾角。所述納米柱的兩端分別形成有一凸塊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)裝置/元件，尤其是一種基于由納米結(jié)構(gòu)引起電漿耦合的相位調(diào)變裝置/元件。

背景技術(shù)

電漿超穎材料(Plasmonic metamaterial)所制作的光學(xué)元件是關(guān)于納米材料及納米光學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域，主要是利用納米金屬結(jié)構(gòu)賦予電子達(dá)到共振時(shí)，所產(chǎn)生的異常光學(xué)現(xiàn)象來(lái)提供特殊的應(yīng)用，如負(fù)折射率材料、超解析透鏡、相位調(diào)制(phase modulation)以及全像片(hologram)等的實(shí)現(xiàn)。

舉例而言，電漿納米超穎介面(Plasmonic metasurface)是利用其介面上所設(shè)計(jì)的次波長(zhǎng)(sub-wavelength)納米結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)制入射光(即電磁波)的相位，藉以達(dá)到電磁波波前(wavefront)的改變。

例如，有公開(kāi)刊物(D.P.Tsai et al，High-Efficiency Broadband AnomalousReflection by Gradient Meta-Surfaces，Nano Letters，2012)揭露一種由金納米結(jié)構(gòu)、氟化鎂及金鏡所構(gòu)成的相位調(diào)制的光學(xué)元件，其在近紅外光的工作波長(zhǎng)具有大幅度的相位調(diào)制能力，但對(duì)于其他波長(zhǎng)的共振表現(xiàn)不佳，無(wú)法實(shí)現(xiàn)分波多工(Wavelength DivisionMultiplexing)及三原色顯示。

此外，刊物“Dual-polarity plasmonic metalens for visible light,Nat.Commun.3,1198(2012)”及刊物“Super-Dispersive Off-Axis Meta-Lenses forCompact High Resolution Spectroscopy,Nano Lett.16,3732-3737(2016)”公開(kāi)了將相位的幾何關(guān)系導(dǎo)入超穎介面手段，即可于可見(jiàn)光及近紅外光區(qū)段實(shí)現(xiàn)多功能的超穎透鏡。刊物“Decoupling optical function and geometrical form using conformalflexible dielectric metasurfaces,Nat.Commun.7,11618(2016)”及刊物“A Flat Lenswith Tunable Phase Gradient by Using Random Access ReconfigurableMetamaterial,Adv.Mater.27,4739-4743(2015)”還分別公開(kāi)了一種可調(diào)的超穎透鏡，其通過(guò)微流控(microfluidic)系統(tǒng)或彈性物質(zhì)與超穎介面的結(jié)合而實(shí)現(xiàn)。這些結(jié)果使得超穎介面成為制作超穎透鏡的候選者，并且可實(shí)現(xiàn)為修正色差(aberration-corrected)的平面透鏡，如刊物“Aberration-Free Ultrathin Flat Lenses and Axicons at TelecomWavelengths Based on Plasmonic Metasurfaces,Nano lett.12,4932-4936(2012)”、刊物“Aberrations of flat lenses and aplanatic metasurfaces,Opt.Express,21,31530-31539(2013)”及刊物“Multiwavelength achromatic metasurfaces bydispersive phase compensation,Science 347,1342-1345(2015)”所記載。