[發(fā)明專利]一種制作超構(gòu)表面的方法、超構(gòu)表面以及打印裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011204911.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN112379582A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡躍強(qiáng);張建;段輝高;李苓;姜玉婷;宋強(qiáng);馬國斌;徐曉波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué);深圳瓏璟光電科技有限公司;湖南大學(xué)深圳研究院
• 主分類號(hào): G03H1/04
• 分類號(hào): G03H1/04;G03H1/02
• 代理公司: 深圳市六加知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 許銓芬

本發(fā)明實(shí)施例涉及超構(gòu)表面技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種制作超構(gòu)表面的方法、超構(gòu)表面以及打印裝置，制作超構(gòu)表面的方法包括：提取三維實(shí)體表面的各點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)所述三維實(shí)體表面的各點(diǎn)的坐標(biāo)，生成全息圖；根據(jù)所述全息圖，生成超構(gòu)表面的版圖；根據(jù)所述版圖，生成所述超構(gòu)表面，其中，所述超構(gòu)表面用于在接收到光時(shí)，在所述超構(gòu)表面的衍射面生成所述三維實(shí)體的圖像。所述超構(gòu)表面的衍射面設(shè)置光敏樹脂時(shí)，所述光敏樹脂中可形成所述三維實(shí)體的模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及超構(gòu)表面技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種制作超構(gòu)表面的方法、超構(gòu)表面以及打印裝置。

背景技術(shù)

超構(gòu)表面是近些年來一種新型的基于廣義斯涅耳定律的平面光學(xué)調(diào)控元件，由亞波長尺寸大小和間隔的散射體在二維平面上周期或非周期排列構(gòu)成。入射光源經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后，照射超構(gòu)表面，經(jīng)超構(gòu)表面出射的光源在超構(gòu)表面的衍射面上生成的圖像具有極高的分辨率。利用超構(gòu)表面的衍射面上的圖像具有高分辨率這一點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)高分辨率的三維實(shí)體的打印具有廣闊的應(yīng)用前景。

但是，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：目前，沒有出現(xiàn)可用于三維打印的超構(gòu)表面。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制作超構(gòu)表面的方法、超構(gòu)表面以及打印裝置，克服了上述問題或者至少部分地解決了上述問題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種制作超構(gòu)表面的方法，包括：提取三維實(shí)體表面的各點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)所述三維實(shí)體表面的各點(diǎn)的坐標(biāo)，生成全息圖；根據(jù)所述全息圖，生成超構(gòu)表面的版圖；根據(jù)所述版圖，生成所述超構(gòu)表面，其中，所述超構(gòu)表面用于在接收到光時(shí)，在所述超構(gòu)表面的衍射面生成所述三維實(shí)體的圖像。

在一種可選的方式中，所述根據(jù)所述三維實(shí)體表面的各點(diǎn)的坐標(biāo)，生成全息圖的步驟，進(jìn)一步包括：將所述三維實(shí)體表面的各點(diǎn)視作點(diǎn)光源，對(duì)每一所述點(diǎn)光源做菲涅爾衍射到全息面；分別計(jì)算每一所述點(diǎn)光源的傳播方程；根據(jù)所述傳播方程，計(jì)算所述三維實(shí)體表面的各點(diǎn)在所述全息面的復(fù)振幅疊加；提取所述全息面的復(fù)振幅疊加的相位，生成所述全息圖。

在一種可選的方式中，所述根據(jù)所述全息圖，生成超構(gòu)表面的版圖的步驟，進(jìn)一步包括：仿真所述超構(gòu)表面的若干納米柱的結(jié)構(gòu)對(duì)所述點(diǎn)光源的相位的改變值，生成數(shù)據(jù)庫；根據(jù)所述全息圖，在所述數(shù)據(jù)庫中查找與所述全息圖的相位匹配的所述若干納米柱的結(jié)構(gòu)；根據(jù)所匹配的所述若干納米柱的結(jié)構(gòu)，排列所述超構(gòu)表面的版圖。

在一種可選的方式中，所述根據(jù)所述版圖，生成所述超構(gòu)表面的步驟，進(jìn)一步包括：使用微納制造工藝制造所述超構(gòu)表面。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種超構(gòu)表面，包括采用上述方法制作得到的。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種打印裝置，包括：光源；上述超構(gòu)表面，所述超構(gòu)表面設(shè)置于所述光源的前方；透光容器，收容有光敏樹脂，所述透光容器位于所述超構(gòu)表面背離所述光源一側(cè)，并且所述透光容器位于所述超構(gòu)表面的衍射面所在的位置，當(dāng)所述光源向所述超構(gòu)表面輸出光時(shí)，所述光源經(jīng)過所述超構(gòu)表面后入射至所述透光容器，以使所述光敏樹脂生成所述三維實(shí)體的模型。

在一種可選的方式中，所述打印裝置還包括擴(kuò)束鏡；所述擴(kuò)束鏡設(shè)置于所述光源和超構(gòu)表面之間，所述擴(kuò)束鏡用于對(duì)所述光源輸出的光進(jìn)行擴(kuò)束處理。

在一種可選的方式中，所述打印裝置還包括第一透鏡、第二透鏡和空間濾波器，所述第一透鏡和第二透鏡依次設(shè)置于所述擴(kuò)束鏡和所述超構(gòu)表面之間，所述空間濾波器設(shè)置于所述第一透鏡和第二透鏡之間，所述空間濾波器位于所述第一透鏡的焦點(diǎn)處，且所述空間濾波器位于所述第二透鏡的焦點(diǎn)處。

在一種可選的方式中，所述打印裝置還包括共軛物鏡，所述共軛物鏡位于所述超構(gòu)表面和所述透光容器之間，所述共軛物鏡的工作焦距位于所述超構(gòu)表面的衍射面。

在一種可選的方式中，所述光源為360到700納米的紫光光源。