[发明专利]一种产生多波段消色差贝塞尔光束的超表面轴锥器件

权利要求书

1.一种产生多波段消色差贝塞尔光束的超表面轴锥器件，其特征在于：由多个超表面单元在平面内径向延拓组成，所述超表面单元为方形且周期均为p；超表面单元为两层介质结构；上层为矩形纳米柱结构的天线层，下层为正方晶格的衬底层；超表面轴锥器件由单一种类超表面单元构成时在透射空间一定范围内产生单波长贝塞尔光束，由多种超表面单元构成时在可在多波长下同时工作，产生波长不敏感的贝塞尔光束。

2.根据权利要求1所述的超表面轴锥器件，其特征在于：超表面单元中矩形纳米柱结构的长度为l、宽度为w、高度为h，正方晶格衬底的周期为p，该周期p必须小于主工作波长，以避免衍射效应，但也应该足够大，以避免两个相邻矩形纳米柱之间的近场强相互作用。

3.根据权利要求2所述的超表面轴锥器件的超表面单元，其特征在于：将相位调控与振幅调控分开，由几何相位原理提供相位调控，由天线层的结构参数提供振幅调控和波长选择性。

4.根据权利要求2所述的超表面轴锥器件的超表面单元，其特征在于在笛卡尔坐标系(x，y，z)下，当入射光为圆偏光时，超表面单元的透射矩阵满足在这里左旋圆偏振光(σ＝1)，右旋圆偏振光(σ＝-1)，T_xx表示线偏振光以x方向振动入射时在x方向上的偏振复透射系数，T_yy表示线偏振光以y方向振动入射时在y方向上的偏振复透射系数，若天线的长短轴之间提供的相移差为π，各向透射振幅均相同T_xx＝-T_yy，则圆偏振光交叉偏振分量达到最大。

5.根据权利要求2所述的超表面轴锥器件的超表面单元，其特征在于：超表面单元的结构参数与波长选择相联系，结构参数的变化会带来其响应波长的变化以及振幅调控的变化。

6.根据权利要求2所述的超表面轴锥器件的超表面单元，天线层的材料为高折射率低损耗的介质材料，基底层的材料为低折射率、低损耗的介质材料。