[發明專利]基于介質超表面的偏振發生器及其設計方法

在審

• 申請號: 201880001744.1
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109863433A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 沈飛;郭忠義;郭凱;周紅平;周清峰;田麗華
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G02B27/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡玉

1.一種基于介質超表面的偏振發生器的設計方法，其特征在于：

步驟如下：

第一步：計算得出超表面每個單元共振器對不同偏振態的入射光的相位響應，選擇矩形柱結構作為共振單元，經過優化，確定共振單元的最優高度；

第二步：雙相位響應超表面的設計，當θ＝0°，同時調整矩形柱的長度l和寬度w，實現任意的和的相位組合，從而實現一個單元共振器對x線偏振態和y線偏振態的同時相位調制；當θ＝45°，同時調整矩形柱的長度l和寬度w，實現任意的和的相位組合，實現一個單元共振器對45°線偏振態和135°線偏振態的同時相位調制；矩形柱長度l和寬度w固定，只改變旋轉角度θ，得到共振單元對圓偏振態的相位調制；

第三步：三組雙偏振態聚焦超表面的設計。根據聚焦公式：

其中，λ是入射波長，f為透鏡的焦距，x₀和y₀表示焦點坐標位置，將不同的焦點坐標代入公式，得到陣列結構里面每一個共振器對于入射偏振光的相位響應，進而得到矩形柱共振器的長寬兩個參數或者旋轉角度；

第四步：偏振發生器的集成，將上述三組超表面組合成一個完整結構。

2.根據權利要求1所述的基于介質超表面的偏振發生器的設計方法，其特征在于：對圓偏振相位調控的矩形柱的長和寬需要滿足半波片的要求，實現方法如下：分別用x線偏振光和y線偏振光入射，調整幾何參數得到超原子對兩種偏振光的相位響應和以及透過率t_x和t_y，找出t_x＝t_y且的結構。

3.根據權利要求1所述的基于介質超表面的偏振發生器的設計方法，其特征在于：對圓偏振的調控采用兩個幾何結構相同，旋轉角度不同的矩形柱為一個子單元，兩個共振納米天線分別對應左旋和右旋兩種不同偏振態相位調制。

4.根據權利要求1所述的基于介質超表面的偏振發生器的設計方法，其特征在于：設計時將MS3放在MS1和MS2之間。

5.根據權利要求1所述的基于介質超表面的偏振發生器的設計方法，其特征在于：在不同波長入射時，通過選取在相應波段的高透性材料，以相同的原理設計偏振產生器。

6.基于介質超表面的偏振發生器，其特征在于：所述偏振發生器是根據權利要求1至5任意一項所述的設計方法設計得出的。