[发明专利]一种基于正交圆极化波的双通道全息成像器及其调控方法

说明书

本发明公开了一种基于正交圆极化波幅相调控的双通道全息成像器，涉及电磁材料技术领域。其包括：多个结构不同的圆极化幅相调控单元；圆极化幅相调控单元，其由上至下依次包括伞形结构、介质基板和金属背板；伞形结构，其左臂和右臂的圆弧半径以及中柄的半长均相同，且左臂和右臂圆弧弧度均相同；其左臂和右臂中关于中柄对称地嵌入有阻值不同的左电阻和右电阻。采用圆极化幅相调控单元分别调控伞形结构左臂和右臂的参数来实现对左旋和右旋圆极化入射波幅相信息的独立调制，能够在同频段左旋和右旋圆极化波入射下产生两幅独立的全息图，极大地降低了不同通道中全息图像之间的相互串扰，保证了所生成多幅全息图像的保真度。

技术领域

本发明涉及电磁材料技术领域，特别涉及一种基于正交圆极化波幅相调控的双通道全息成像器及其调控方法。

背景技术

全息成像为实现三维成像最重要的技术手段之一。随着计算机科学和光电子学的飞速发展，计算全息术得到了广泛应用。在电磁领域中，通过调控电磁波的相位信息可实现三维成像，但成像质量不高。而近年来，许多新奇的全息成像器通过精确操控电磁波的幅相信息实现了高质量的全息成像。

然而，现有的大部分全息成像器只能通过调控单一极化状态的电磁波的幅相信息来实现单幅图像的重现，而即使利用多层的、较厚的、复杂的结构材料来设计全息成像器，也难以同时在多通道中重现多幅图像，这严重限制了全息成像器适用性和利用率地进一步提升，阻碍了其在工程实践中的应用。因此，亟需设计出能够在多通道中同时重现多幅图像的全息成像器。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中提出的技术问题，设计一种基于正交圆极化波幅相调控的双通道全息成像器及其调控方法。

本发明实施例提供一种基于正交圆极化波幅相调控的双通道全息成像器，包括：

多个结构不同的圆极化幅相调控单元；

所述圆极化幅相调控单元，其由上至下依次包括伞形结构、介质基板和金属背板；

所述伞形结构，其左臂和右臂的圆弧半径以及中柄的半长均相同，且左臂和右臂圆弧弧度均相同；其左臂和右臂中关于中柄对称地嵌入有阻值不同的左电阻和右电阻；

其中，当同频段相互正交的左旋圆极化波和右旋圆极化波入射时，通过改变左电阻和右电阻的阻值分别对左旋圆极化波和右旋圆极化波同极化反射幅值进行调控，通过旋转伞形结构和改变伞形结构两臂弧度对左旋圆极化波和右旋圆极化波同极化反射相位进行调控，及将多个不同结构的圆极化幅相调控单元按照调控后的幅值和相位分布排布形成双通道全息成像器。

进一步地，所述圆极化幅相调控单元的周期为p＝10mm。

进一步地，所述左臂和所述右臂的圆弧半径、以及所述中柄的半长均为r＝4mm。

进一步地，所述左臂、所述右臂和所述中柄的线宽均为w＝0.5mm。

进一步地，所述左臂和所述右臂、与所述中柄的相交处到左电阻和右电阻前端的弧度均为β＝75°，所述左臂和所述右臂、与中柄相交处到左电阻和右电阻末端的弧度均为γ＝88°。

进一步地，所述伞形结构除左电阻和右电阻外的结构为金属结构。

进一步地，所述介质基板为厚度d＝4mm的F4B介质基板。

进一步地，所述F4B介质基板的相对介电常数为2.65，损耗角正切值为0.001。

本发明实施例还提供一种基于正交圆极化波的双通道全息成像器的调控方法，包括：

扫描伞形结构中左臂或右臂的弧度α，并选定满足以下条件的n组数据值作为弧度α的参数值：每相邻的圆极化幅相调控单元对左旋圆极化波或右旋圆极化波的同极化反射相位存在相位差，n个圆极化幅相调控单元的同极化反射相位能够覆盖180°；