[发明专利]基于数字平面全息的集成平面光学器件

权利要求书

1.一种以数字方式处理通过平面结构的光波的方法，所述平面结构具有给定的函数f_in(x，y，ω)和f_out(x，y，ω)，并且由光传播和分布层、位于所述光传播和分布层中的全息图案的多个互连图案元件、和在所述光传播和分布层上以预定图案布置的多个平面光学元件组成，所述方法包括以下步骤：

利用解决逆问题的方法，基于所述给定函数f_in(x，y，ω)和f_out(x，y，ω)来计算全息图案的所述多个互连图案元件的位置和形状，所述互连图案元件的折射率与所述光传播和分布层的折射率不同，所述方法包括以下步骤：

基于所述计算的结果来制造所述全息图案的所述多个互连图案元件；

作为分解为傅立叶级数的结果，通过提供有限数目(“n”，“m”，“u”，“v”)的值，数字化上述连续函数

fin(x,y,ω)≅Σn,uCnuexp(iknru)f(ω)]]>

和

fout(x,y,ω)≅Σm,vCmvexp(-ikmrv)f(ω)]]>

其中，k_n是入射波的波矢，r_u是从入射端口号u到当前点的距离，k_m是出射波的波矢，r_v是从出射端口号v到当前点的距离；以及

使用所获得的经数字化的平面全息图案，将函数f_in(x，y，ω)变换为函数f_out(x，y，ω)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，制造步骤是通过从微光刻法和纳米印刷法中选择的方法来实施的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，计算步骤包括：为了根据所述全息图案控制传播通过所述平面结构的光束的方向和性质，改变所述平面结构的有效折射率Δn(x，y)，以便使用与光传播和分布层的有效折射率不同的全息图案的互连图案元件的有效折射率。