[實用新型]一種波長依賴型雙功能全介質超表面結構

有效

• 申請號: 201920979330.8
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN210155357U
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 陸大全;卞凱;胡巍
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G02B1/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本實用新型公開了一種波長依賴型雙功能全介質超表面結構，包括襯底層、上層納米結構和下層納米結構；在所述襯底層的上端面和下端面分別設置有上層納米結構和下層納米結構，所述上層納米結構由同一規格但擺放角度各異的橢圓或矩形納米柱排列組成，而下層納米結構由另一規格但擺放角度各異的橢圓或矩形納米柱排列組成；所述上層納米結構和下層納米結構中各個橢圓或矩形納米柱的擺放角度根據期望的相位分布確定。本實用新型可根據入射波長的不同而在兩種特定功能之間進行切換，可提高光學系統的集成度。

技術領域

本實用新型涉及納米光學技術領域，具體涉及一種波長依賴型雙功能全介質超表面結構。

背景技術

超表面結構是近年來發展的一類光束控制器件，具體通過設計特定的亞波長結構，達到改變光束的幅度、相位或偏振態的目的。當前，超表面結構已成功應用于實現分束器、光束生成器、平面(消色差) 透鏡、超分辨率成像等。隨著光學技術的發展，對于光學器件的集成性和功能復用性的要求也越來越高，而對于超表面結構而言，若同一個結構可實現多種功能，將有利于提高光學器件的集成度。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型旨在提供一種波長依賴型雙功能全介質超表面結構，可以在兩個不同的波長實現不同的功能。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種波長依賴型雙功能全介質超表面結構，包括襯底層、上層納米結構和下層納米結構；在所述襯底層的上端面和下端面分別設置有上層納米結構和下層納米結構，所述上層納米結構由多個同一規格但擺放角度各異的橢圓或矩形納米柱排列組成，而下層納米結構由多個另一規格并且擺放角度各異的橢圓或矩形納米柱排列組成；所述上層納米結構和下層納米結構中各個橢圓或矩形納米柱的擺放角度根據期望的相位分布確定。

進一步地，所述上層納米結構和下層納米結構均采用高折射率和低損耗的材料制成。

進一步地，對于設定的入射波長為λ₁的圓偏振光，所述上層納米柱結構為等效半波片，下層納米柱結構為等效全波片；而對于設定的入射波長λ₂的圓偏振光，所述下層納米柱結構為等效半波片，上層納米柱結構為等效全波片。

本實用新型的有益效果在于：

提供的波長依賴型雙功能全介質超表面結構可根據入射波長的不同而在兩種特定功能之間進行切換，可提高光學系統的集成度。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中超表面結構的總體示意圖；

圖2為圖1中單元結構的上層納米柱的橫截面示意圖；

圖3為圖1中單元結構的下層納米柱的橫截面示意圖；

圖4為本實用新型實施例中上層納米柱、襯底層和下層納米柱的連接示意圖；

圖5為本實用新型實施例中入射波長為λ₁＝780nm經過超表面結構生成零階貝塞爾光束的原理示意圖；

圖6為本實用新型實施例中設計的平面軸錐鏡期望的相位分布；

圖7為與圖6對應的上層橢圓納米結構擺放圖；

圖8為本實用新型實施例中入射波長為λ₂＝660nm經過超表面結構光束聚焦在軸上一點的原理示意圖；

圖9為本實用新型實施例中設計的平面透鏡期望的相位分布；

圖10為與圖9對應的下層橢圓納米結構擺放圖；

圖11為本實用新型實施例中光束通過超表面結構后的x-z平面上的歸一化光場分布；

圖12為本實用新型實施例中在不同傳輸距離處的x-y平面上的歸一化光場分布；