[發明專利]近紅外非對稱超表面偏振調控器及其制作方法

有效

• 申請號: 202110698472.9
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113552727B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 杜慶國;陳志偉;王原麗;李政穎;任芳芳
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B5/30
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉琳;劉代樂

1.一種近紅外非對稱超表面偏振調控器，其特征在于：用于866nm-1020nm近紅外波段，包括雙桿諧振器(1)、絕緣介質層單體(2)和光柵條單體(3)，所述雙桿諧振器(1)包括用于將偏振方向沿x軸方向的偏振光轉化為偏振方向沿y軸方向的偏振光或將偏振方向沿y軸方向的偏振光轉化為偏振方向沿x軸方向的偏振光的第一諧振器桿(101)和第二諧振器桿(102)，所述雙桿諧振器(1)固設于所述絕緣介質層單體(2)頂部，所述光柵條單體(3)固設于所述絕緣介質層單體(2)底部，所述雙桿諧振器(1)與光柵條單體(3)之間形成微腔，所述光柵條單體(3)的狹縫沿y軸方向周期性分布，所述第一諧振器桿(101)和第二諧振器桿(102)平行設置，所述第一諧振器桿(101)和第二諧振器桿(102)與x軸、y軸之間形成45°夾角，所述第一諧振器桿(101)沿厚度方向的剖面為第一直角梯形結構，所述第二諧振器桿(102)沿厚度方向的剖面為第二直角梯形結構，所述第一直角梯形結構沿水平面旋轉180°后可與所述第二直角梯形結構重合，所述第一諧振器桿(101)距離光柵條單體(3)的距離小于第二諧振器桿(102)距離光柵條單體(3)的距離，所述第一諧振器桿(101)的厚度小于第二諧振器桿(102)；

其中，x軸為光柵條單體(3)寬度方向，y軸為光柵條單體(3)長度方向，第一諧振器桿(101)、第二諧振器桿(102)、絕緣介質層單體(2)厚度為z軸方向。

2.根據權利要求1所述的近紅外非對稱超表面偏振調控器，其特征在于：所述絕緣介質層單體(2)為正方體結構，所述光柵條單體(3)位于所述正方體結構的底部一側，所述光柵條單體(3)的邊沿與所述絕緣介質層單體(2)的邊沿對齊。

3.根據權利要求1所述的近紅外非對稱超表面偏振調控器，其特征在于：所述第一諧振器桿(101)沿x軸方向的最遠端、沿y軸方向的最遠端分別位于絕緣介質層單體(2)相鄰兩邊的中點位置處，所述第二諧振器桿(102)沿x軸方向的最遠端、沿y軸方向的最遠端分別位于絕緣介質層單體(2)另外兩邊的中點位置處。

4.根據權利要求1所述的近紅外非對稱超表面偏振調控器，其特征在于：所述第二諧振器桿(102)的厚度為第一諧振器桿(101)厚度的2倍。

5.根據權利要求1所述的近紅外非對稱超表面偏振調控器，其特征在于：所述雙桿諧振器(1)、絕緣介質層單體(2)和光柵條單體(3)構成的超表面呈周期型分布；

其中，所述絕緣介質層單體(2)沿x軸方向和y軸方向周期性分布，形成由絕緣介質層單體(2)構成的絕緣介質層結構(5)；

所述雙桿諧振器(1)沿x軸方向和y軸方向周期性分布，形成由第一諧振器桿(101)與第二諧振器桿(102)交替銜接而成的桿帶結構(4)；

所述光柵條單體(3)沿x軸方向和y軸方向周期性分布，形成沿x軸方向周期性分布的光柵條(6)，所述光柵條(6)由光柵條單體(3)在y軸方向周期性分布首尾銜接而成。

6.根據權利要求1所述的近紅外非對稱超表面偏振調控器，其特征在于：所述光柵條單體(3)的寬度為190～210mm，所述絕緣介質層單體(2)的厚度為20～30nm，所述第一諧振器桿(101)與第二諧振器桿(102)的距離為290～340nm。

7.根據權利要求1所述的近紅外非對稱超表面偏振調控器，其特征在于：所述第一諧振器桿(101)和第二諧振器桿(102)由金構成，所述絕緣介質層單體(2)由二氧化硅構成，所述光柵條單體(3)由金構成。

8.一種如權利要求1～7中任意一項所述的近紅外非對稱超表面偏振調控器的制作方法，其特征在于，包括：

在Si基片上采用電子束蒸發沉積法沉積出第一層金屬膜；

通過電子束蝕刻形成光柵條單體(3)；

在Si基片上采用電子束蒸發沉積法沉積出絕緣介質層單體(2)；

在絕緣介質層單體(2)上采用電子束蒸發沉積法沉積出第二層金屬膜；

在第二層金屬膜上通過電子束蝕刻形成雙桿諧振器(1)的第一諧振器桿(101)與第二諧振器桿(102)。