[发明专利]基于衍射手性超材料的偏振器件及制备方法和光电子器件

权利要求书

1.一种基于衍射手性超材料的偏振器件，其特征在于，包括：衬底、形成在所述衬底上的隔离层，以及形成在所述隔离层上的金属单元阵列层；

其中，所述金属单元阵列层包括由金属单元周期性排列形成的金属单元阵列，所述金属单元为由以左手或右手顺序排列的四个金属微结构组成的手性模块；

所述衬底和所述隔离层之间设置有氧化层，所述隔离层用于防止所述金属单元阵列和所述氧化层之间发生电荷转移；

所述隔离层和所述金属单元阵列层组成二维衍射手性超材料，所述金属单元阵列的近场和几何结构确定所述二维衍射手性超材料的高阶衍射模式。

2.根据权利要求1所述的基于衍射手性超材料的偏振器件，其特征在于，所述金属微结构为U型、T型、I型、E型和G型中的任意一种；

或，所述金属微结构为由U型、T型、I型、E型、G型中的任意两种或多种组成的复合结构。

3.根据权利要求1或2所述的基于衍射手性超材料的偏振器件，其特征在于，所述四个金属微结构的结构相同或不同。

4.根据权利要求1或2所述的基于衍射手性超材料的偏振器件，其特征在于，所述金属单元阵列层的厚度为30nm-100nm。

5.根据权利要求1或2所述的基于衍射手性超材料的偏振器件，其特征在于，所述四个金属微结构中每两个相邻的金属微结构之间的距离小于1μm。

6.根据权利要求1或2所述的基于衍射手性超材料的偏振器件，其特征在于，所述金属单元阵列采用金、银、铜、铝或者合金形成。

7.一种光电子器件，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的基于衍射手性超材料的偏振器件。

8.一种如权利要求1～6任一项所述的基于衍射手性超材料的偏振器件的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底上形成隔离层；

在所述隔离层上形成所述金属单元阵列层。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述隔离层上形成所述金属单元阵列层，包括：

采用原子沉积法在衬底表面镀上厚度为10nm的隔离层；

采用电子束蒸发法将厚度为30-100nm的金属薄膜沉积到所述隔离层上，形成金属薄膜层；

采用电子束光刻法在所述金属薄膜层制备周期排列的金属单元阵列，形成金属单元阵列层。

10.一种如权利要求1～6任一项所述的基于衍射手性超材料的偏振器件的使用方法，其特征在于，包括：

通过调节所述金属单元阵列的几何参数以及材料组成，实现对高阶衍射光束的圆二色性强弱的调节，和/或，实现高阶衍射光的定向发射；

其中，由所述隔离层和所述金属单元阵列层组成的二维衍射手性超材料的高阶衍射模式由金属单元阵列的近场和几何结构确定。