[发明专利]一种可实现非互易性功能的超表面

权利要求书

1.一种可实现非互易性功能的超表面，其特征在于：

由多个单元结构周期性阵列于一平面构成；

所述单元结构包括第一、二纳米砖及基底层；所述第一纳米砖具有相同的几何尺寸，第二纳米砖也具有相同的几何尺寸；

基底层为具有正方形上下表面的片层结构，第一、二纳米砖分别设置于基底层上下表面；第一纳米砖起到透射式半波片的功能；第二纳米砖起到透射式起偏器的功能；

该超表面通过单元结构的参数优化，借助线起偏器可分别对从第一纳米砖和第二纳米砖垂直入射的透射光实现独立强度调制，以在不同透射空间各形成一个独立的高分辨率的灰度图像；

所述参数包括基底层上下表面边长C＝300nm，第一纳米砖长L1＝150nm、宽W1＝60nm、高H1＝385nm，第二纳米砖长L2＝160nm、宽W2＝80nm、高H2＝70nm，第一纳米砖的转向角θ1和第二纳米砖转向角θ2；

以基底层上下表面的直角边为x轴和y轴，顶点为原点，第一、二纳米砖长边均为长轴、短边为短轴，第一纳米砖的长轴与x轴夹角为θ1，第二纳米砖的短轴与x轴夹角为θ2；

所述每个纳米砖的转向角均可独立设置。

2.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：当强度为I₀的入射光依次经过偏振方向为α₁的起偏器、第一纳米砖、基底层和第二纳米砖时，透射光强度I₁＝I₀[cos(2θ1-θ2-α₁)]²。

3.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：当强度为I₀、偏振方向为α₂线偏光依次经过第二纳米砖、基底层、第一纳米砖和偏振方向为α₁的起偏器时，透射光强度I₂＝I₀cos²(α₂-θ2)[cos(2θ1-α₁-θ2)]²。

4.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：通过优化设计，在工作波长下，所述第一纳米砖为透射式工作，几乎不发生反射，其对透射光起到透射式半波片的功能。

5.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：通过优化设计，在工作波长下，所述第二纳米砖反射沿着纳米砖长轴入射的线偏光，透过沿着纳米砖短轴入射的线偏光，起到透射式起偏器的功能。

6.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：所述基底层为熔融石英玻璃材料，所述的第一纳米砖材料为硅材料，第二纳米砖为Ag材料。

7.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：所述的灰度图像互不相关，可独立设计。