[发明专利]一种Polarizer-Grating叠层超表面及其应用

权利要求书

1.一种偏振器-光栅叠层超表面，其特征在于：

由多个单元结构周期性阵列于一平面形成；

其中，结构单元自下而上依次为微纳起偏器单元、支撑层和微纳滤波器单元；

所述微纳滤波器单元自下而上依次由高折射率介质层、低折射率介质层和纳米砖I构成；

所述微纳起偏器单元由纳米砖II构成；超表面设置的参数满足对入射光进行颜色、光强调制，以实现彩色图像显示功能；所述参数包括支撑层边长CS，高折射率介质层高H3、低折射率介质层高H2，纳米砖I的边长C、高H1，纳米砖II的长L、宽W、高H4以及纳米砖II的旋向角φ。

2.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：

所述纳米砖I为长方体，其横截面为正方形；

所述纳米砖II为长方体；

高低折射率介质层、支撑层为长方体，三者的横截面为等边正方形；所述单元结构的周期为支撑层的边长。

3.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：以支撑层横截面的直角边为x轴和y轴建立xoy直角坐标系，纳米砖II长边为长轴、短边为短轴，纳米砖II的长轴与x轴夹角即为旋向角φ；所述纳米砖I的旋向角为0。

4.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：通过对纳米砖I边长C、高H1以及高低折射率层厚度H3、H2的控制，实现对入射光不同波段的窄带滤波。

5.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：通过对纳米砖II长L、宽W以及支撑层边长CS和高度H4的控制，分别实现R、G、B波段的偏振分光功能；通过对纳米砖II旋向角φ的控制，实现入射线偏光的光强、偏振态的调制。

6.根据权利要求1所述的超表面，其特征在于：所述CS、H1、H2、H3、H4、C、L、W均为亚波长级；其中H1、H2、H3、H4的变化范围为10-500nm。

7.权利要求1～6任一项所述的超表面在彩色图像显示的应用。