CN105807598A - 应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法 - Google Patents
应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105807598A CN105807598A CN201610366975.5A CN201610366975A CN105807598A CN 105807598 A CN105807598 A CN 105807598A CN 201610366975 A CN201610366975 A CN 201610366975A CN 105807598 A CN105807598 A CN 105807598A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon nano
- nano brick
- unit
- brick unit
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011449 brick Substances 0.000 title claims abstract description 256
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 256
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 256
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 252
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000001093 holography Methods 0.000 title abstract description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 23
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 13
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 13
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 claims description 8
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 210000003361 heart septum Anatomy 0.000 description 2
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 2
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/16—Processes or apparatus for producing holograms using Fourier transform
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
- G03H2001/045—Fourier or lensless Fourier arrangement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法，利用硅纳米砖的磁共振效应，实现特定波长的高效反射；通过设计不同大小的硅纳米砖，使其分别对红、绿、蓝三基色光实现窄带响应；利用硅纳米砖的朝向角对入射光位相进行精密调节，实现位相型傅里叶彩色全息。本发明工艺简单，可广泛用于真彩色显示、信息存储、防伪等领域。
Description
技术领域
本发明涉及微纳光学及光学全息技术领域，尤其涉及一种应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法。
背景技术
傅里叶计算全息是将全息片的傅里叶谱面设置成目标全息图像，然后借助于一些优化设计算法设计全息片的位相或振幅分布，实现目标全息图像。傅里叶全息具有图案扩展角大、效率高、使用简单、图像信噪比较高等突出优点，因此在商业应用中被广泛采纳，比如激光全息键盘、体感中的随机光点发生器等。当前的傅里叶全息主要还是单色光全息，由于其色彩单调，难于满足消费电子和科学研究的持续需求，因此急需新技术的突破。
最近几年，超材料(metamaterials)成为学术界研究的热点。这种人工结构材料具有亚波长结构特点，可用于调节入射光的振幅和位相。基于超材料的彩色全息已经有了相关报道[1]，该文描述了铝纳米棒超材料实现傅里叶全息的原理：利用铝纳米棒阵列构造位相单元，再通过控制铝纳米棒几何尺寸得到所需的位相。然而，由于制造技术的复杂性(需要至少三层金属或介质薄膜、外加光刻工艺)，使得实现的图案不仅过于简单、而且实际效果难于令人满意，远远达不到商业应用的标准。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可再现逼真全息图像且工艺简单应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法。
本发明思路为：
采用硅纳米砖阵列结构实现傅里叶彩色全息，硅纳米砖阵列结构包括结构参数不同的三类硅纳米砖单元，可分别对红光、绿光、蓝光窄带响应；通过调节硅纳米砖单元中硅纳米砖朝向角可对红光、绿光、蓝光位相进行任意调节；通过设计三类硅纳米砖单元的排列方式，使红、绿、蓝三种单色全息图像叠加成傅里叶彩色全息图像。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一、应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构，由第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列和第三硅纳米砖单元列交替排列构成，第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列分别由相等数量的第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元排列构成；
第一硅纳米砖单元由介质基底和介质基底上刻蚀的第一硅纳米砖构成，第二硅纳米砖单元包括介质基底和介质基底上刻蚀的第二硅纳米砖，第三硅纳米砖单元包括介质基底和介质基底上刻蚀的第三硅纳米砖；第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的几何尺寸均为亚波长尺度，分别对红光、绿光、蓝光窄带响应；
介质基底为长方体形，其工作面及工作面的相对面为正方形，第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元中介质基底几何尺寸相同；第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖为具有不同几何尺寸的长方体形；介质基底和其上刻蚀的硅纳米砖的中心点的连线垂直于介质基底工作面；
第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖的朝向角分别为全息片中第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖所对应像素点的位相的一半。
本发明硅纳米砖阵列结构中，介质基底、第一硅纳米砖、第二硅纳米砖和第三硅纳米砖的长宽高均为亚波长尺度。
本发明硅纳米砖阵列结构中，可通过控制第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖的朝向角来对所响应波长进行任意位相调节。
本发明硅纳米砖阵列结构中，三个依次排列的第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元构成一个全息片像素，全息片由若干像素排列构成。
二、上述硅纳米砖阵列结构在傅里叶彩色全息的应用，包括：
(1)分别确定红光、绿光、蓝光的主波长；
(2)对第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的结构参数分别进行优化：
采用电磁仿真法，以左旋圆偏光或右旋圆偏光垂直入射硅纳米砖单元工作面，扫描硅纳米砖单元的结构参数，满足优化目标的结构参数即优化的结构参数；
所述硅纳米砖单元为第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元或第三硅纳米砖单元；
所述优化目标为：仅在硅纳米砖单元对应主波长处响应，且在该对应主波长下交叉偏振转化效率最高、同向偏振转化效率最低；在其他两个主波长下交叉偏振转化效率最低；
所述结构参数包括硅纳米砖单元边长C及其中硅纳米砖的长宽高；
(3)分别计算第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的周期：
根据和计算对主波长λ窄带响应的硅纳米砖单元在x、y方向的周期dx、dy；θx和θy分别表示目标全息图像在x、y方向上的投影角度，m和n分别表示对主波长λ产生的全息图像在x、y方向上的像素数，θx、θy、m、n根据目标全息图像要求确定；所述主波长λ为红光、绿光或蓝光的主波长；
(4)分别计算单周期内第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的数量：
根据M＝dx/(3C)和N＝dy/C，得单周期内对主波长λ窄带响应的硅纳米砖单元在x、y方向的数量M、N，即单周期内对主波长λ窄带响应的硅纳米砖单元总数量为M×N；所述主波长λ为红光、绿光或蓝光的主波长；
(5)根据应用需求选择优化指标，采用位相分布优化法分别获得第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖所对应像素点的位相分布优化，从而获得其中各第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖的朝向角；
(6)根据单周期内第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的数量，将第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元分别排列成第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列，第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列交替排列。
对红光的主波长窄带响应的硅纳米砖单元即第一硅纳米砖单元，对绿光的主波长窄带响应的硅纳米砖单元即第二硅纳米砖单元，对蓝光的主波长窄带响应的硅纳米砖单元即第三硅纳米砖单元。
本发明涉及如下技术原理：
(1)硅纳米砖单元电磁共振实现窄带响应
尺寸在亚波长量级的电介质纳米颗粒已被证明具有纳米天线的散射特性[2]，这种电介质纳米颗粒具有自己的电偶极子振荡频率，当入射光频率与电偶极子振荡频率一致时，将引起磁共振和/或电共振的现象。这种现象的对外表现是入射光将大部分被反射，且反射率具有很强的波长敏感性。由于电偶极子的振荡频率与电介质纳米颗粒的几何尺寸密切联系，因此可通过控制电介质纳米颗粒的几何尺寸来控制其响应波长。
(2)硅纳米砖位相调节
硅纳米砖上建立工作面坐标系xoy，硅纳米砖长边方向代表长轴，其短边方向代表短轴，长轴与x轴的夹角为朝向角φ，朝向角φ用于调节位相。入射于硅纳米砖的左旋圆偏光束或右旋圆偏光束，反射光旋向相反，同时将经历2φ的位相延迟。因此通过调整φ大小，即通过调整硅纳米砖在工作面坐标系xoy平面的朝向角，就可调节和控制反射光的位相。
和现有傅里叶彩色全息技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：
(1)只需改变硅纳米砖的朝向角即可实现2π范围内位相调制，可等效于任意台阶数的浮雕位相调制结构；工艺简单，对加工误差容忍度好，具有很高的稳定性与可靠性。
(2)结构参数不同的三类硅纳米砖单元分别对红光、绿光、蓝光窄带响应，每一类硅纳米砖单元只对一种单色光进行位相调制，不同颜色的单色光间无串扰。
(3)产生的红、绿、蓝三种单色全息图像共光轴，故能在很大的深度范围内保持傅里叶彩色全息图像良好的清晰度。
(4)仅需要简单的二台阶微光学工艺，即可实现连续位相调制和傅里叶彩色全息功能，是激光全息领域的突破，可广泛用于真彩色显示、信息存储、防伪等领域。
附图说明
图1是硅纳米砖单元的具体示意图；
图2是图1硅纳米砖单元的俯视图；
图3是实施例中优化后硅纳米砖单元的波长响应图；
图4是实施例中硅纳米砖单元排列示意图；
图5是实施例所得红光单色全息仿真效果图；
图6是实施例所得绿光单色全息仿真效果图；
图7是实施例所得蓝光单色全息仿真效果图；
图8是实施例所得傅里叶彩色全息仿真效果图。
具体实施方式
图1～2为硅纳米砖单元的示意图，图中，1表示硅纳米砖，2表示介质基底，L、W、H分别表示硅纳米砖的长度、宽度、高度；C表示硅纳米砖单元边长，即介质基底工作面边长；φ表示硅纳米砖的朝向角。
下面将结合附图详细说明本发明具体实施方式。
(1)本实施例，确定红光、绿光、蓝光的主波长，分别为λR＝633nm、λG＝532nm、λB＝447nm。
(2)硅纳米砖单元结构参数的优化。
本发明硅纳米砖单元包括第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元。本步骤采用电磁仿真软件平台进行优化，例如Comsol。
下面以第一硅纳米砖单元说明其结构参数的优化过程：
以左旋圆偏光或右旋圆偏光垂直入射第一硅纳米砖单元工作面，以入射圆偏光的转化效率及响应带宽为优化对象。扫描第一硅纳米砖单元边长C及其中第一硅纳米砖的长LR、宽WR、高HR，以期获得优化的结构参数。
优化目标为：仅在主波长λR响应，且在主波长λR下交叉偏振转化效率最高、同向偏振转化效率最低；同时在在主波长λG、λB下交叉偏振转化效率最低。交叉偏振指反射光与入射光旋向相反，同向偏振指反射光与入射光旋向相同。
第二硅纳米砖单元和第三硅纳米砖单元的结构参数优化过程相同。经优化，得到优化的结构参数为：硅纳米砖单元边长C＝300nm，第一硅纳米砖单元中第一硅纳米砖长宽高为180mm╳100mm╳220mm，第二硅纳米砖单元中第二硅纳米砖长宽高为130mm╳80mm╳180mm，第三硅纳米砖单元中第三硅纳米砖长宽高为140mm╳60mm╳100mm。
图3是结构参数优化后的第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的波长响应图，第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的波长响应曲线分别对应图中红光、绿光、蓝光曲线。从该图可看出，各硅纳米砖单元对应的中心波长窄带范围内同时实现了交叉偏振的高效率转化和同向偏振的有效抑制，中心波长窄带范围外对光波几乎不产生响应。
(3)根据目标全息图像要求获得硅纳米砖单元周期。
本步骤对第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元分别进行。
主波长λR＝633nm下，选取目标全息图像在x、y方向的投影角度θRx＝30°、θRy＝48.1°，采用离轴设计方式以避开零级与目标全息图案重合，得到mR＝347、nR＝578，mR、nR分别表示对主波长λR产生的全息图像在x、y方向上的像素数。根据投影角度和全息图像像素数，得第一硅纳米砖单元的周期dRx＝410μm、dRy＝410μm。
类似的，对主波长λG＝532nm，选取目标全息图像在x、y方向的投影角度θGx＝30°、θGy＝48.1°，计算全息图像像素数mG＝347、nG＝578，并得到第二硅纳米砖单元的周期dGx、dGy。对主波长λB＝447nm，选取目标全息图像在x、y方向的投影角度θBx＝30°、θBy＝48.1°，计算全息图像像素数mB＝347、nB＝578，并得到第三硅纳米砖单元的周期dBx、dBy。
(4)根据硅纳米砖单元周期计算单周期内硅纳米砖单元数。
本实施例中，对第一硅纳米砖单元，其单周期内x、y方向的数量分别为MR＝455、NR＝1366。
(5)采用G-S法分别获得第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的位相分布，从而获得其中各第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖的朝向角φ(i,j)，(i,j)表示硅纳米砖在全息片所对应像素点坐标。
(6)根据单周期内第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的数量，将第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元分别排列成第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列，第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列交替排列，即，硅纳米砖阵列结构各列上硅纳米砖单元结构参数相同，列方向上结构参数相同的硅纳米砖中心间隔C，行方向上结构参数相同的硅纳米砖中心间隔3C，见图4，图中，R、G、B分别表示第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖。
采用本发明所得红光、绿光、蓝光单色全息仿真效果分别见图5、6、7，三者合成之后的傅里叶彩色全息效果见图8。
文中涉及如下文献：
[1]Huang,Yao-Wei,etal.Aluminumplasmonicmulticolormeta-hologram.Nanoletters15.5(2015):3122-3127.
[2]Zhao,Qian,etal.Mieresonance-baseddielectricmetamaterials.MaterialsToday12.12(2009):60-69.
Claims (3)
1.应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构，其特征是：
由第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列和第三硅纳米砖单元列交替排列构成，第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列分别由相等数量的第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元排列构成；
第一硅纳米砖单元由介质基底和介质基底上刻蚀的第一硅纳米砖构成，第二硅纳米砖单元包括介质基底和介质基底上刻蚀的第二硅纳米砖，第三硅纳米砖单元包括介质基底和介质基底上刻蚀的第三硅纳米砖；第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的几何尺寸均为亚波长尺度，分别对红光、绿光、蓝光窄带响应；
介质基底为长方体形，其工作面及工作面的相对面为正方形，第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元中介质基底几何尺寸相同；第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖为具有不同几何尺寸的长方体形；介质基底和其上刻蚀的硅纳米砖的中心点的连线垂直于介质基底工作面；
第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖的朝向角分别为全息片中第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖所对应像素点的位相的一半。
2.权利要求1所述的硅纳米砖阵列结构的设计方法，其特征是，包括：
(1)分别确定红光、绿光、蓝光的主波长；
(2)对第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的结构参数分别进行优化：
采用电磁仿真法，以左旋圆偏光或右旋圆偏光垂直入射硅纳米砖单元工作面，扫描硅纳米砖单元的结构参数，满足优化目标的结构参数即优化的结构参数；
所述硅纳米砖单元为第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元或第三硅纳米砖单元；
所述优化目标为：仅在硅纳米砖单元对应主波长处响应，且在该对应主波长下交叉偏振转化效率最高、同向偏振转化效率最低；在其他两个主波长下交叉偏振转化效率最低；
所述结构参数包括硅纳米砖单元边长C及其中硅纳米砖的长宽高；
(3)分别计算第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的周期：
根据和计算对主波长λ窄带响应的硅纳米砖单元在x、y方向的周期dx、dy；θx和θy分别表示目标全息图像在x、y方向上的投影角度，m和n分别表示对主波长λ产生的全息图像在x、y方向上的像素数，θx、θy、m、n根据目标全息图像要求确定；所述主波长λ为红光、绿光或蓝光的主波长；
(4)分别计算单周期内第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的数量：
根据M＝dx/(3C)和N＝dy/C，得单周期内对主波长λ窄带响应的硅纳米砖单元在x、y方向的数量M、N；所述主波长λ为红光、绿光或蓝光的主波长；
(5)根据应用需求选择优化指标，采用位相分布优化法分别获得第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖所对应像素点的位相分布优化，从而获得其中各第一硅纳米砖、第二硅纳米砖、第三硅纳米砖的朝向角；
(6)根据单周期内第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元的数量，将第一硅纳米砖单元、第二硅纳米砖单元、第三硅纳米砖单元分别排列成第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列，第一硅纳米砖单元列、第二硅纳米砖单元列、第三硅纳米砖单元列交替排列。
3.如权利要求2所述的硅纳米砖阵列结构在傅里叶彩色全息的应用，其特征是：
所述的位相分布优化法为G-S法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610366975.5A CN105807598B (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610366975.5A CN105807598B (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105807598A true CN105807598A (zh) | 2016-07-27 |
| CN105807598B CN105807598B (zh) | 2019-03-19 |
Family
ID=56453112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610366975.5A Expired - Fee Related CN105807598B (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105807598B (zh) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107065491A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-08-18 | 武汉大学 | 应用于全息防伪的纳米砖阵列全息片及其设计方法 |
| CN107870446A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-04-03 | 武汉大学 | 一种将倏逝波转化为行波的方法 |
| CN107884865A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-06 | 武汉大学 | 基于硅纳米砖超材料的圆偏振起偏器及制备方法 |
| CN109901258A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-18 | 湖南大学 | 一种全彩色全息的微纳集成器件及其制作方法 |
| CN110488589A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-11-22 | 武汉大学 | 一种同时实现振幅型全息与相位型全息的超表面 |
| CN110568540A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-12-13 | 武汉大学 | 一种具有双图显示功能的微纳波片阵列及其构建方法 |
| CN110618535A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-27 | 深圳珑璟光电技术有限公司 | 偏振多通道超构表面光学元件及重建全彩全息图像的方法 |
| CN110879429A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-03-13 | 武汉大学 | 一种可实现双基色显示的超表面及其应用 |
| CN111061000A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-04-24 | 武汉大学 | 一种叉形光栅及其设计方法 |
| CN111145071A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-12 | 武汉大学 | 将水印叠加在连续灰度图像中的三通道超表面复用方法 |
| CN111158076A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-15 | 武汉大学 | 一种实现三维显示的叠层超表面及其设计方法 |
| CN111158075A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-15 | 武汉大学 | 水印防伪超表面及其设计方法 |
| CN111399088A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 武汉大学 | 一种基于微纳起偏器阵列超表面的三通道图像显示方法 |
| CN113126465A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-16 | 武汉大学 | 基于双通道偏振复用的三基色彩色全息超表面及其设计方法 |
| CN113311683A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-27 | 武汉大学 | 一种基于纳米微腔实现近场显示与远场全息的方法及元件 |
| CN114879467A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-08-09 | 武汉大学 | 基于液体浸润式的动态全息片上超表面及其显示方法 |
| CN114895543A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-12 | 武汉大学 | 基于全息零级和超表面几何相位的灰度纳米印刷设计方法 |
| CN114967396A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 可实现全息加密的双层超表面 |
| CN114966905A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 可实现纳米印刷加密的双层超表面 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798930A (zh) * | 2012-09-07 | 2012-11-28 | 厦门大学 | 基于全息干涉术的光子晶体制造装置 |
| US20130063821A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photonic crystal structure, method of manufacturing the photonic crystal structure, reflective color filter, and display apparatus employing the photonic crystal structure |
| CN204422813U (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-24 | 武汉大学 | 一种透射式硅纳米阵列光分束器 |
| CN104749665A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-01 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 基于介质材料的平面透镜单元、平面透镜及制备方法 |
| CN105068396A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-11-18 | 武汉大学 | 一种反射式铝纳米棒阵列及利用其实现彩色全息的方法 |
-
2016
- 2016-05-27 CN CN201610366975.5A patent/CN105807598B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130063821A1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photonic crystal structure, method of manufacturing the photonic crystal structure, reflective color filter, and display apparatus employing the photonic crystal structure |
| CN102798930A (zh) * | 2012-09-07 | 2012-11-28 | 厦门大学 | 基于全息干涉术的光子晶体制造装置 |
| CN204422813U (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-24 | 武汉大学 | 一种透射式硅纳米阵列光分束器 |
| CN104749665A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-01 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 基于介质材料的平面透镜单元、平面透镜及制备方法 |
| CN105068396A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-11-18 | 武汉大学 | 一种反射式铝纳米棒阵列及利用其实现彩色全息的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王钰等: "激光全息法制备二维硅基图形衬底", 《半导体学报》 * |
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107065491B (zh) * | 2017-06-20 | 2019-05-10 | 武汉大学 | 应用于全息防伪的纳米砖阵列全息片及其设计方法 |
| CN107065491A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-08-18 | 武汉大学 | 应用于全息防伪的纳米砖阵列全息片及其设计方法 |
| CN107870446A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-04-03 | 武汉大学 | 一种将倏逝波转化为行波的方法 |
| CN107884865A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-04-06 | 武汉大学 | 基于硅纳米砖超材料的圆偏振起偏器及制备方法 |
| CN109901258A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-18 | 湖南大学 | 一种全彩色全息的微纳集成器件及其制作方法 |
| CN110488589B (zh) * | 2019-07-29 | 2020-10-13 | 武汉大学 | 一种同时实现振幅型全息与相位型全息的超表面 |
| CN110488589A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-11-22 | 武汉大学 | 一种同时实现振幅型全息与相位型全息的超表面 |
| CN110568540A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-12-13 | 武汉大学 | 一种具有双图显示功能的微纳波片阵列及其构建方法 |
| CN110618535A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-27 | 深圳珑璟光电技术有限公司 | 偏振多通道超构表面光学元件及重建全彩全息图像的方法 |
| CN110879429A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-03-13 | 武汉大学 | 一种可实现双基色显示的超表面及其应用 |
| CN110879429B (zh) * | 2019-11-13 | 2021-07-16 | 武汉大学 | 一种可实现双基色显示的超表面及其应用 |
| CN111145071B (zh) * | 2019-12-23 | 2021-10-22 | 武汉大学 | 将水印叠加在连续灰度图像中的三通道超表面复用方法 |
| CN111145071A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-12 | 武汉大学 | 将水印叠加在连续灰度图像中的三通道超表面复用方法 |
| CN111158075A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-05-15 | 武汉大学 | 水印防伪超表面及其设计方法 |
| CN111061000B (zh) * | 2020-01-07 | 2020-11-17 | 武汉大学 | 一种叉形光栅及其设计方法 |
| CN111158075B (zh) * | 2020-01-07 | 2020-11-17 | 武汉大学 | 水印防伪超表面装置及其设计方法 |
| CN111061000A (zh) * | 2020-01-07 | 2020-04-24 | 武汉大学 | 一种叉形光栅及其设计方法 |
| CN111158076A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-15 | 武汉大学 | 一种实现三维显示的叠层超表面及其设计方法 |
| CN111158076B (zh) * | 2020-01-15 | 2020-10-30 | 武汉大学 | 一种实现三维显示的叠层超表面及其设计方法 |
| CN111399088A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 武汉大学 | 一种基于微纳起偏器阵列超表面的三通道图像显示方法 |
| CN113126465A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-16 | 武汉大学 | 基于双通道偏振复用的三基色彩色全息超表面及其设计方法 |
| CN113126465B (zh) * | 2021-04-30 | 2022-06-07 | 武汉大学 | 基于双通道偏振复用的三基色彩色全息超表面及其设计方法 |
| CN113311683A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-27 | 武汉大学 | 一种基于纳米微腔实现近场显示与远场全息的方法及元件 |
| CN113311683B (zh) * | 2021-05-20 | 2022-05-20 | 武汉大学 | 一种基于纳米微腔实现近场显示与远场全息的方法及元件 |
| CN114879467A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-08-09 | 武汉大学 | 基于液体浸润式的动态全息片上超表面及其显示方法 |
| CN114895543A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-12 | 武汉大学 | 基于全息零级和超表面几何相位的灰度纳米印刷设计方法 |
| CN114895543B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-08-18 | 武汉大学 | 基于全息零级和超表面几何相位的灰度纳米印刷设计方法 |
| CN114967396A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 可实现全息加密的双层超表面 |
| CN114966905A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 可实现纳米印刷加密的双层超表面 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105807598B (zh) | 2019-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105807598A (zh) | 应用于傅里叶彩色全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法 | |
| CN105068396B (zh) | 一种反射式铝纳米棒阵列及利用其实现彩色全息的方法 | |
| Wang et al. | Stepwise-nanocavity-assisted transmissive color filter array microprints | |
| CN109270606B (zh) | 一种基于介质和石墨烯构造动态多焦点超透镜的方法 | |
| CN108803292B (zh) | 一种基于透射式全介质超表面的偏振复用全息成像方法 | |
| CN105843025B (zh) | 应用于傅里叶三维全息的硅纳米砖阵列结构及其设计方法 | |
| CN107085298A (zh) | 一种360°全视场角衍射光学元件及其设计方法 | |
| CN107065491A (zh) | 应用于全息防伪的纳米砖阵列全息片及其设计方法 | |
| CN109407199A (zh) | 一种全息元件的构造方法、加解密方法、全息元件及装置 | |
| WO2019203876A9 (en) | Systems and methods for controlling electromagnetic radiation | |
| CN113126465B (zh) | 基于双通道偏振复用的三基色彩色全息超表面及其设计方法 | |
| CN109901251A (zh) | 一种基于多层石墨烯的双焦点与长焦深超透镜 | |
| CN110568528A (zh) | 一种基于soi材料的双模超表面及其双模显示应用 | |
| CN111290063A (zh) | 一种复振幅调制的介质-金属双层超表面 | |
| CN106646866A (zh) | 一种360°全视场角衍射光学元件及其设计方法 | |
| CN110794662B (zh) | 消除零级光的振幅型超表面计算全息片的设计方法 | |
| JPWO2017099086A1 (ja) | 基板、光学素子、金型、有機発光素子、有機薄膜太陽電池、および、基板の製造方法 | |
| Li et al. | Light control based on unidirectional scattering in metal–dielectric core–shell nanoparticles | |
| CN109814266B (zh) | 一种激光整形光学元件及其设计方法 | |
| Andreone | Selected topics in photonic crystals and metamaterials | |
| CN111145071B (zh) | 将水印叠加在连续灰度图像中的三通道超表面复用方法 | |
| CN110568527A (zh) | 一种共振型soi超表面及其在纳米印刷术中的应用 | |
| Gu et al. | Dielectric supercell metasurfaces for generating focused higher-order poincare beams with the residual copolarization component eliminated | |
| TW201633559A (zh) | 發光元件及其製造方法 | |
| Tang et al. | Enhancement of transmission efficiency on Pancharatnam− Berry geometric phase encoding metasurfaces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190319 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |