[发明专利]一种基于亚波长光栅超表面的热控相位调制器

权利要求书

1.一种基于亚波长光栅超表面的热控相位调制器，其特征在于，包括第一层底层的透明介质基底（1）、第二层金属薄膜层（2）、第三层介质薄膜层（3）、第四层介质光栅层（4）、第五层高折射率介质光栅层（5）、第六层热光介质层（6）；

所述的介质光栅层（3）和高折射率介质光栅层（4）为周期性光栅阵列，光栅周期同为p，光栅占空比同为q，厚度分别为t1和t2，其中t1t2；

所述的基于该亚波长光栅超表面结构的热控相位调制器存在一个高Q值共振峰，高Q峰处伴随着剧烈的相位突变，且相位突变曲线将随着外界折射率改变而发生漂移；通过改变光栅参数调整工作波长，通过改变光栅周期p参量，改变相位调制器工作波长，可用于可见光至近红外波段范围的相位调制；

所述的热光介质层（6）具备热光效应，通过控制温度来调控工作波长的相位。

2.根据权利要求1所述的一种基于亚波长光栅超表面的热控相位调制器，其特征在于，

所述的第一层底层的透明介质基底（1）、第二层金属薄膜层（2）之间设有加热电极阵列（7），或者第六层热光介质层（6）上设有加热电极阵列（7），实现单独调控单元像素的相位，加热电极阵列（7）采用透明导电材料或者金属材料，所述的透明导电材料包括铟锡氧化物、石墨烯，所述的金属材料包括钛、铬、钨。

3.根据权利要求1所述的一种基于亚波长光栅超表面的热控相位调制器，其特征在于，所述的透明介质基底（1）为折射率低于1.6的透明材料，包括玻璃、塑料。

4.根据权利要求1所述的一种基于亚波长光栅超表面的热控相位调制器，其特征在于，所述的金属薄膜层（2）为具备金属损耗及金属高反特性的金属材料，包括Au、Ag、Al、Cu、Ti。

5.根据权利要求1所述的一种基于亚波长光栅超表面的热控相位调制器，其特征在于，所述的介质薄膜层（3）和介质光栅层（4）材料包括Si₃N₄、ZnO、SiO₂。

6.根据权利要求1所述的一种基于亚波长光栅超表面的热控相位调制器，其特征在于，所述的高折射率介质光栅层（5）为折射率大于（2）的介质材料，包括TiO₂、ZrO₂、Ta₂O₅、Si。

7.根据权利要求1所述的一种基于亚波长光栅超表面的热控相位调制器，其特征在于，所述的热光介质层（6）为具备热光效应的材料，包括PDMS、液晶。