[發明專利]一種產生多波段消色差貝塞爾光束的超表面軸錐器件

在審

• 申請號: 202010577159.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111999901A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 匡登峰;向夢
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種產生多波段消色差貝塞爾光束的超表面軸錐器件，其特征在于：由多個超表面單元在平面內徑向延拓組成，所述超表面單元為方形且周期均為p；超表面單元為兩層介質結構；上層為矩形納米柱結構的天線層，下層為正方晶格的襯底層；超表面軸錐器件由單一種類超表面單元構成時在透射空間一定范圍內產生單波長貝塞爾光束，由多種超表面單元構成時在可在多波長下同時工作，產生波長不敏感的貝塞爾光束。

2.根據權利要求1所述的超表面軸錐器件，其特征在于：超表面單元中矩形納米柱結構的長度為l、寬度為w、高度為h，正方晶格襯底的周期為p，該周期p必須小于主工作波長，以避免衍射效應，但也應該足夠大，以避免兩個相鄰矩形納米柱之間的近場強相互作用。

3.根據權利要求2所述的超表面軸錐器件的超表面單元，其特征在于：將相位調控與振幅調控分開，由幾何相位原理提供相位調控，由天線層的結構參數提供振幅調控和波長選擇性。

4.根據權利要求2所述的超表面軸錐器件的超表面單元，其特征在于在笛卡爾坐標系(x，y，z)下，當入射光為圓偏光時，超表面單元的透射矩陣滿足在這里左旋圓偏振光(σ＝1)，右旋圓偏振光(σ＝-1)，T_xx表示線偏振光以x方向振動入射時在x方向上的偏振復透射系數，T_yy表示線偏振光以y方向振動入射時在y方向上的偏振復透射系數，若天線的長短軸之間提供的相移差為π，各向透射振幅均相同T_xx＝-T_yy，則圓偏振光交叉偏振分量達到最大。

5.根據權利要求2所述的超表面軸錐器件的超表面單元，其特征在于：超表面單元的結構參數與波長選擇相聯系，結構參數的變化會帶來其響應波長的變化以及振幅調控的變化。

6.根據權利要求2所述的超表面軸錐器件的超表面單元，天線層的材料為高折射率低損耗的介質材料，基底層的材料為低折射率、低損耗的介質材料。