[发明专利]基于三维折叠超材料的圆偏振器及其制造方法

权利要求书

1.一种圆偏振器，包括：

衬底；以及

形成在所述衬底上的多个谐振单元，每个谐振单元包括：

第一折叠部，包括第一基底和形成在所述第一基底上的第一谐振图案，所述第一基底的一侧连接到所述衬底并且相对于所述衬底折叠第一角度；以及

第二折叠部，包括第二基底和形成在所述第二基底上的第二谐振图案，所述第二基底的一侧连接到所述衬底并且相对于所述衬底折叠第二角度；

其中，所述第一基底的连接到所述衬底的一侧与所述第二基底的连接到所述衬底的一侧彼此相对设置，并且所述第一谐振图案与所述第二谐振图案彼此反镜像对称；

其中，所述第一谐振图案和所述第二谐振图案每个都包括一个或多个劈裂谐振环，所述劈裂谐振环为具有开口的环形结构。

2.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，所述环形结构具有矩形、跑道形、圆形、五边形或具有更多边的多边形形状。

3.如权利要求2所述的圆偏振器，其中，所述环形结构具有正方形形状。

4.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，每个劈裂谐振环的开口所在的方向与所述第一和第二折叠部的连接到所述衬底的边基本平行。

5.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，所述第一谐振图案和所述第二谐振图案每个都包括相同或不同大小的多个劈裂谐振环。

6.如权利要求5所述的圆偏振器，其中，所述第一谐振图案和所述第二谐振图案每个中的多个劈裂谐振环的开口朝向相同的方向。

7.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，所述第一谐振图案和所述第二谐振图案每个都包括第一劈裂谐振环和第二劈裂谐振环，所述第二劈裂谐振环设置在所述第一劈裂谐振环的开口内，并且所述第二劈裂谐振环的开口与所述第一劈裂谐振环的开口朝向相同的方向。

8.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，所述第一角度和所述第二角度每个都在20度至80度的范围。

9.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，所述第一角度和所述第二角度彼此相同。

10.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，所述第一角度和所述第二角度彼此不同。

11.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，所述多个谐振单元排列成阵列，且相邻谐振单元之间的距离小于10λ，λ是所述圆偏振器适用的波长。

12.如权利要求1所述的圆偏振器，其中，所述衬底、所述第一基底和所述第二基底是一体形成的，并且由电介质材料形成，所述第一谐振图案和所述第二谐振图案由金属材料形成。

13.如权利要求12所述的圆偏振器，其中，所述电介质材料包括单晶硅、多晶硅、氮化硅，所述金属材料包括金、银、铂、铝、铜。

14.一种制备圆偏振器的方法，包括：

在衬底上形成多个谐振图案对，每个谐振图案对包括彼此反镜像对称的第一谐振图案和第二谐振图案；

围绕所述第一谐振图案的三个侧面切割所述衬底，以形成所述第一谐振图案位于其上的第一基底，所述第一基底仅在一条边处连接到所述衬底；

围绕所述第二谐振图案的三个侧面切割所述衬底，以形成所述第二谐振图案位于其上的第二基底，所述第二基底也仅在一条边处连接到所述衬底，并且所述第一基底的连接到所述衬底的一条边与所述第二基底的连接到所述衬底的一条边彼此相对设置；

用能量束辐照所述第一基底的连接到所述衬底的一条边，以使得所述第一基底相对于所述衬底折叠第一角度；以及

用能量束辐照所述第二基底的连接到所述衬底的一条边，以使得所述第二基底相对于所述衬底折叠第二角度。