[发明专利]一种基于介质和石墨烯构造动态多焦点超透镜的方法

摘要

本发明公开了一种基于介质和石墨烯构造动态多焦点超透镜的方法。本发明步骤：(1)在0.7um～500um红外波长范围内，对不同波长入射光根据焦点与波长的位置关系，计算介质超表面上相位梯度分布；(2)对每种中心波长设计不同周期性结构,结合相位梯度分布和Pancharatnam‑Berry相位确定具体相位值；(3)设计确定高度的柱状结构作为介质超表面的基本单元,再设计相应具体实现结构和旋向；(4)在基底部分运用多层石墨烯来构成反射型聚焦透镜，并且通过改变石墨烯的费米能级来动态调节聚焦点的位置。本发明通过介质超表面和多层石墨烯结构实现动态多焦点反射透镜的效果，且具有高效率的聚焦功能和超宽带、动态可调、易于集成等优点。

主权项

1.一种基于介质和石墨烯构造动态多焦点超透镜的方法，其中，所述的反射多焦点超表面透镜至少应包括多层石墨烯基底以及多个不同周期结构的超表面阵列，其特征包括如下步骤：步骤(1).在0.7um～500um红外波长工作带宽内，首先根据超表面对光波的特殊调控，在不同波长下以需要的周期设计响应不同波长入射光的旋转振子的周期性超表面结构；步骤(2).对于每种中心波长,根据所需要的焦点和纳米单元结构调控相位机理与不同波长下的不同聚焦要求公式和透镜等光程原理，计算介质超表面上的相位梯度分布；步骤(3).设计确定高度的柱状结构作为介质超表面的基本单元,将得到的相位梯度分布结合介质超表面的周期性结构,根据每个基本单元的相位要求和Pancharatnam‑Berry相位，调节每个单元结构的空间旋转角度以得到所需相位分布；步骤(4).应用多层石墨烯作为基底对入射光进行高反射率的反射并通过改变石墨烯的费米能级为反射光提供所需的附加相位，实现对反射光相位的动态调节，在不改变超表面结构的情况下来动态的改变焦点的聚焦位置。