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申请/专利权人：武汉大学
摘要：本发明公开了一种基于片上超表面实现细致高分辨率灰度显示的方法。该方法将单元结构内两个亚波长纳米结构进行排布组成二维超表面阵列位于光学波导上方，基于干涉理论设计双原子纳米砖的之间间隔，实现具有连续灰度级的场强分布；根据强度I和双原子间隔D之间的一一映射关系，将目标灰度图像信息编码进片上双原子阵列超表面中；编码单通道灰度图像和双通道灰度图像。本发明所述方法所得的灰度图像显示不受零级衍射干扰；无需要额外的光学元件。该方法具有小型化、集成化和宽带操作的优点，有望在复用光学显示，高密度信息存储、加密、隐藏和下一代可穿戴虚拟、增强现实设备方面得到广泛应用。
主权项：1.一种基于片上超表面实现细致高分辨率灰度显示的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：由多个双原子纳米砖单元结构组成二维阵列排布于衬底上；所述双原子纳米砖结构单元包括双原子纳米砖和位于其下方的光波导，该光波导的边长为二维阵列的排布周期；S2：以平行于所述光波导层的工作面的两条边的方向建立xoy坐标系，分别设为x轴和y轴；所述双原子纳米砖底面均为正方形，所述纳米砖底面的两边分别与所述光波导层的两条边平行；双原子纳米砖阵列提取导波至自由空间；选定目标工作波长为λ，根据波导的传播常数β计算得到双原子纳米砖单元结构的周期；S3：基于干涉理论，将单元结构内的双原子纳米砖从波导中提取的光的电场进行叠加，叠加后的光强度I与双原子纳米砖之间的间隔D的关系由以下公式得到；I＝|E|2＝E02eiβD+e-iβD+2＝E022cosβD+21其中，E、E0和x1x2分别表示叠加电场、电场幅度和导波沿x方向传播到每个纳米砖位置的距离，D＝x2-x1为双原子纳米砖之间的间隔；S4：结合步骤S3中所述的公式，根据强度I和双原子间隔D之间的一一映射关系，逐像素地设计间隔生成任意所需的近场强度，实现具有连续灰度级的场强分布；S5：编码近场灰度图像，包括单通道灰度图像和双通道灰度图像；S6：采用波长为λ的导波对应方向入射，经过片上超表面阵列后，即得对应方向上的近场灰度图像。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 武汉大学 基于片上超表面实现细致高分辨率灰度显示的方法及应用
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