[发明专利]基于广义折射定律的电磁波调控透镜加工参数的获得方法

权利要求书

1.基于广义折射定律的电磁波调控透镜加工参数的获得方法，其特征在于，该电磁波调控透镜的加工参数的获得方法为：

步骤一、当入射角θ_i为0°时，根据广义折射定律求得所要折射角为θ_t时所需的分界面相位梯度dΦdx=ntsin(θt)2πλ0;]]>

步骤二、利用旋转单元结构光轴的方法来实现分界面上的常数梯度的相位分布的过程为：

对于边长为a的透镜的单元结构，其中a为正整数，电场为沿X轴和Y轴极化的垂直入射电磁波，透射系数为t_x和t_y，在第一阶谐振频点处，t_x=1，t_y=0，

此时，对于左旋极化的垂直入射电磁波，根据透射场公式得到透射场中含有两个分量，该两个分量的旋向分别为左旋和右旋，且它们的幅值相等；右旋分量会引入一个为2θ的相位差，其中，θ为单元结构的旋转角度；

在一个周期内，单元旋转的最大角度为π，单元分布为每个单元沿X轴正方向旋转0.1π，透射场中右旋分量的相差变化为[0,2π]；

对于左旋圆极化入射波，此人工结构表面具有dΦ/dx=2π/(10·a)的常数相位梯度；

步骤三、根据步骤一和步骤二，计算要求的折射角所对应的单元结构边长a的值：

a=λ/10×n_tsin(θ_t)；

获得基于广义折射定律的电磁波调控透镜的加工参数。

2.根据权利要求1所述基于广义折射定律的电磁波调控透镜加工参数的获得方法，其特征在于，步骤一中所述的广义折射定律：当介质分界面上存在梯度相位差时，反射角θ_r和入射角θ_i存在如下关系：其中λ₀为自由空间波长，n_i为入射介质折射率，dΦ/dx为沿表面方向的相位梯度；对于折射角θ_t和入射角θ_i满足：

ntsin(θt)-nisin(θi)=λ02πdΦdx,]]>其中n_t为折射介质折射率。

3.根据权利要求1所述基于广义折射定律的电磁波调控透镜加工参数的获得方法，其特征在于，步骤二中所述的透射场公式为：

其中，为透射场中保持原入射波旋向的分量的透射系数；

为当入射场为垂直入射的左旋圆极化波，透射场中右旋圆极化分量的透射系数；

为当入射场为垂直入射的右旋圆极化波，透射场中左旋圆极化分量的透射系数；

t_x，t_y为单元结构对于电场沿X轴和Y轴极化的垂直入射电磁波的透射系数；

<α|β>表示内积；

其中第一项分量为保持原入射波的旋向的分量；

第二项分量的旋向与入射波的旋向相反，该透射场分量中引入了一个与单元结构旋转的角度θ有关的相位改变量±2θ，它的符号与入射波旋向和单元的转动方向有关。