[发明专利]基于相变材料Sb2

权利要求书

1.一种基于相变材料Sb₂S₃的近红外热调制变焦超构透镜，其特征在于，包括底层的椭圆Si纳米柱和上层的椭圆Sb₂S₃纳米柱；椭圆Si纳米柱周围沉积有填充材料SiO₂，填充材料SiO₂和椭圆Sb₂S₃纳米柱之间沉积有ITO层。

2.根据权利要求1所述的基于相变材料Sb₂S₃的近红外热调制变焦超构透镜，其特征在于，所述ITO层作为导电层，通过对导电层施加电流脉冲，加热Sb₂S_3，Sb₂S₃的状态在非晶态和晶体态之间进行可逆切换，对于非晶态Sb₂S₃，Sb₂S₃纳米柱作为半波片工作，此时，超构透镜的焦距为F₁；将Sb₂S₃转换为晶态后,Sb₂S₃纳米柱作为全波片工作，此时的焦距为F₂。

3.根据权利要求1所述的基于相变材料Sb₂S₃的近红外热调制变焦超构透镜，其特征在于，所述ITO层的厚为30nm。

4.根据权利要求1所述的基于相变材料Sb₂S₃的近红外热调制变焦超构透镜，其特征在于，所述基于相变材料Sb₂S₃的近红外热调制变焦超构透镜的相位分布采用PB相位法；当圆偏振光入射到沿长轴方向旋转角度为θ的纳米柱上时，琼斯矩阵表示为：

其中J(θ)为相位变化，t_o、t_e代表线偏振光沿Si纳米柱长轴和短轴的复透射系数；因此，当Sb₂S₃处于晶体状态，具有全波片功能，所以Sb₂S₃纳米柱不具备影响入射光相位分布的能力，因此，超构透镜的工作原理是基于单层PB相位和Si纳米柱层；对于右旋圆入射光，旋转角度为θ₁的Si纳米柱可插入等于2θ₁的相位分布；

当Sb₂S₃切换到非晶态时，Sb₂S₃纳米柱起半波片的作用，此时，超构透镜变成了双层透镜，Sb₂S₃纳米柱和Si纳米柱将一起提供相位分布；对于通过两层P-B相变单元的右旋圆偏振光，其输出光写成:

其中和代表右旋圆偏振光和左旋圆偏振光，T₁、T₂、T₁'和T₂'是下面方程式的简化:

其中t_o、t_e、t_o'和t_e'代表线偏振光沿Si纳米柱和非晶态Sb₂S₃纳米柱长轴和短轴的复透射系数；θ₁为Si纳米柱的旋转角度，θ₂为Sb₂S₃纳米柱的旋转角度；由于两个纳米柱的作用都是半波片，所以t_o+t_e和t_o'+t_e'可看成是零，因此，双层单元可插入等于2(θ₂-θ₁)的相位分布。