[發明專利]一種偏振相關的超表面結構、元件及熱輻射信息加載方法

在審

• 申請號: 202010133281.3
• 申請日: 2020-03-01
• 公開（公告）號: CN111323857A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 易飛;李君宇;黎錦釗
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G02B5/30
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種偏振相關的超表面結構，其特征在于，包括襯底、金屬背板、絕緣層和金屬光學天線陣列，所述金屬背板、絕緣層和金屬光學天線陣列自下至上排布構成MIM超表面吸收體，位于襯底上方；

所述絕緣層上設置有偏振標志位，用于偏振片的對準；所述金屬光學天線陣列為不同長度和不同旋轉角的金屬納米棒陣列。

2.根據權利要求1所述的超表面結構，其特征在于，所述絕緣層的材料為二氧化硅、硅、氧化鋁、鍺、氮氧化硅或氮化硅，所述金屬背板的材料為金、銀、鋁、鐵、銅、鎳或鉻，所屬金屬光學天線陣列的材料為金、銀、鋁、鐵、銅、鎳或鉻。

3.根據權利要求1所述的超表面結構，其特征在于，所述金屬光學天線陣列以矩形的金屬納米棒的中心按方陣或六方晶格排列。

4.根據權利要求1所述的超表面結構，其特征在于，所述MIM超表面吸收體發射平行于金屬納米棒的長邊的TE線偏光，所述MIM超表面吸收體在8～14μm內對TE線偏光有最高的吸收率。

5.一種偏振相關的超表面元件，其特征在于，包括：

如權利要求1至4任一項所述的超表面結構；

所述金屬納米棒的長邊與偏振標志位之間的夾角為MIM超表面吸收體的旋轉角θ；

所述MIM超表面吸收體所包含的各個金屬納米棒的旋轉角θ被配置為：所述MIM超表面吸收體發射偏振方向平行于金屬納米棒的長邊的TE線偏光，所述TE線偏光形成加載信息。

6.根據權利要求5所述的超表面元件，其特征在于，所述旋轉角θ滿足馬呂斯定律：

I＝I₀(cosθ)²

其中，I₀為經過偏振片前線偏光的光強，I為經過偏振片后線偏光的光強。

7.一種偏振相關的超表面熱輻射信息加載方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供一種如權利要求1至4任一項所述的超表面結構，所述超表面結構的各個金屬納米棒的旋轉角θ是根據預設的待加載信息設定的，且所述MIM超表面吸收體的各個金屬納米棒的旋轉角θ被配置為：所述MIM超表面吸收體發射偏振方向平行于金屬納米棒的長邊的TE線偏光，所述TE線偏光形成加載信息；其中，所述金屬納米棒的旋轉角θ為所述MIM超表面吸收體的長邊與偏振片透振方向之間的夾角。

8.根據權利要求7所述的超表面熱輻射信息加載方法，其特征在于，所述金屬光學天線陣列的幾何參數包括金屬納米棒的長、寬、高及其旋轉角。

9.根據權利要求7所述的超表面熱輻射信息加載方法，其特征在于，通過調整所述金屬納米棒的旋轉角，改變MIM超表面吸收體吸收長波紅外線偏光的偏振方向，實現雙值或多值信息加載。

10.根據權利要求7所述的超表面熱輻射信息加載方法，其特征在于，在讀取加載信息時，偏振片對準偏振標志位的方向。