[發(fā)明專利]一種基于液晶可調(diào)介質(zhì)超表面構(gòu)造變焦透鏡的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810674943.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108873555A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳明;趙德平;苑立波;鄧洪昌;劉厚權(quán);滕傳新;鄧仕杰;楊海燕;徐榮輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/29
• 分類號(hào): G02F1/29
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于液晶可調(diào)介質(zhì)超表面構(gòu)造變焦透鏡的方法，包括透明電極、液晶、超表面結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)在于包括以下步驟：

步驟(1).在波長(zhǎng)為1200nm～1500nm的近紅外工作帶寬內(nèi)，根據(jù)超表面結(jié)構(gòu)對(duì)電磁波的異常響應(yīng)機(jī)制，通過(guò)對(duì)超表面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，找出一種具有高極化轉(zhuǎn)化率的超表面結(jié)構(gòu)；

步驟(2).若要將入射的平面波聚焦于某一焦點(diǎn)，根據(jù)透鏡的等光程原理，超表面結(jié)構(gòu)單元的排列需要滿足以下相位表達(dá)式：

就是超表面結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的相位，其中，x、y是超表面結(jié)構(gòu)所在位置的坐標(biāo)點(diǎn)，λ是入射光波長(zhǎng)，f是透鏡的焦距；

步驟(3).將超表面結(jié)構(gòu)放置于充滿液晶的透明電極中，根據(jù)Pancharatnam-Berry相位，旋轉(zhuǎn)超表面結(jié)構(gòu)一定角度即可滿足步驟(2)中的相位分布需求，此時(shí)即組成了一個(gè)固定焦點(diǎn)的透鏡；

步驟(4).當(dāng)改變電極間的電壓時(shí)，超表面結(jié)構(gòu)的排列方向會(huì)隨著液晶分子排列方向的改變而改變，超表面結(jié)構(gòu)所提供的相位也發(fā)生變化，從而改變透鏡焦點(diǎn)的位置，形成一個(gè)變焦透鏡。

2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種基于液晶可調(diào)介質(zhì)超表面構(gòu)造變焦透鏡的方法，步驟(1)其特征在于，所述超表面結(jié)構(gòu)的材料為硅，其幾何形狀為高0.925um、長(zhǎng)軸0.425um、短軸0.22um的橢圓柱型。

3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種基于液晶可調(diào)介質(zhì)超表面構(gòu)造變焦透鏡的方法，在1200nm～1500nm工作波長(zhǎng)內(nèi)，超表面結(jié)構(gòu)的極化轉(zhuǎn)化率達(dá)到80％以上。

4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種基于液晶可調(diào)介質(zhì)超表面構(gòu)造變焦透鏡的方法，步驟(3)其特征在于，Pancharatnam-Berry相位即幾何相位，對(duì)于圓偏振光而言，若將超表面結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)一定角度θ，則可獲得2θ的幾何相位。

5.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種基于液晶可調(diào)介質(zhì)超表面構(gòu)造變焦透鏡的方法，步驟(4)其特征在于，超表面結(jié)構(gòu)以0.6um為周期排布于充滿液晶的電極中，每個(gè)超表面結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)一個(gè)像素，當(dāng)需要透鏡變焦時(shí)，分別控制每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電極間的電壓，使超表面結(jié)構(gòu)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，以提供相應(yīng)的相位，來(lái)達(dá)到變焦的目的。