[发明专利]基于叠层超表面实现双通道纳米印刷和双通道全息的方法

说明书

本发明涉及一种基于叠层超表面实现双通道纳米印刷和双通道全息的方法，包括：构建超表面单元结构，超表面单元结构包括基底、设置在基底上的第一纳米砖以及嵌于基底中的第二纳米砖；优化得到第一纳米砖和第二纳米砖的结构参数；构建超表面结构阵列，其包括多个超表面单元结构；根据入射光先后经过第一纳米砖和第二纳米砖以及先入射至第二纳米砖再入射到第一纳米砖两种模式下的近场图案和远场图案的成像要求，从中找出能同时满足近场成像的强度分布又在远场能形成相位型傅里叶全息图的第一纳米砖转向角θ₁和第二纳米砖转向角θ₂的排布，获得能实现双通道纳米印刷和双通道全息的超表面材料。本发明可以在一片超表面材料上编码四幅完全无关的图像。

技术领域

本发明涉及微纳光学及图像显示的技术领域，具体涉及一种基于叠层超表面实现双通道纳米印刷和双通道全息的方法。

背景技术

由超薄的亚波天线组成的超表面为实现平面光学设备提供了一种方法。当前超表面被广泛在透镜，全息图，光学隐身等领域。相比于传统的光学，超表面的显著的特点是能实现多功能性。当前多功能超表面主要是通过改变入射光的偏振态、入射角度、波长来产生不同的图像。然而现有的方法不能实现在同一个片子上同时编码两幅纳米印刷图像和两幅全息图像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于叠层超表面实现双通道纳米印刷和双通道全息的方法，通过该方法制得的超表面材料能够在一片超表面材料上编码4幅完全不相关的图像。本发明为一种新的信息复用方法，能大大增强信息容量，在图像显示，光学存储，防伪等领域具有很大的应用前景。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种基于叠层超表面实现双通道纳米印刷和双通道全息的方法，包括如下步骤：

构建超表面单元结构，所述超表面单元结构包括基底、设置在所述基底的第一工作面上的第一纳米砖以及嵌于所述基底中的第二纳米砖，所述第一纳米砖与所述第一工作面形成第一纳米砖单元结构，所述第二纳米砖沉积在所述基底内的第二工作面上，所述第二纳米砖与所述第二工作面形成第二纳米砖单元结构，所述第一纳米砖单元结构和所述第二纳米砖单元结构对应设置，以平行于所述基底第一工作面的两条边的方向分别设为x轴和y轴建立xoy坐标系，所述第一纳米砖上与所述第一工作面平行的面上具有长轴L₁和短轴W₁，所述第二纳米砖上与所述第一工作面平行的面上具有长轴L₂和短轴W₂，所述第一纳米砖转向角θ₁为所述第一纳米砖的长轴L₁与x轴方向的夹角，所述第二纳米砖转向角θ₂为所述第二纳米砖的长轴L₂与x轴方向的夹角；

优化得到所述第一纳米砖单元结构和所述第二纳米砖单元结构的结构参数；