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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开的基于双折射超表面的全偏振矢量全息加密方法，属于微纳光学、光学全息领域。本发明实现方法为：针对双折射超表面，构建矢量全息联合相位优化问题，采用梯度下降优化方法对矢量全息联合相位优化问题优化，获得矢量全息优化结果及对应最优相位分布信息；通过双折射超表面天线结构选择条件获得纯相位控制特征；结合所述天线结构选择条件，根据匹配后的天线分布构建全矢量全息双折射超表面；通过全矢量全息双折射超表面生成矢量全息图案，利用矢量全息图案携带矢量加密信息特征，实现基于双折射超表面的全偏振矢量全息加密，通过全偏振矢量全息加密丰富供偏振加密利用的信息通道数目，拓展偏振加密的通信容量。

主权项：1.基于双折射超表面的全偏振矢量全息加密方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：针对双折射超表面，以正交偏振通道Ex，Ey条件对应纯相位信息为优化自变量，以|H、|V、|D、|A、|L、|R六种偏振状态条件下的图案振幅信息与参照图案的均方误差最小为优化目标，构建矢量全息联合相位优化问题，所述六种偏振状态指水平方向线性偏振|H、垂直方向线性偏振|V、主对角线线偏振|D、副对角线线性偏振|A、左旋圆偏振|L、右旋圆偏振|R；采用梯度下降优化方法对矢量全息联合相位优化问题优化，获得矢量全息优化结果及对应最优相位分布信息，所述矢量全息优化结果即覆盖邦加球全矢量空间全息；步骤二：通过双折射超表面天线结构选择条件获得纯相位控制特征，所述天线结构选择条件为天线透过率在正交偏振通道下振幅强度最大且相位变化覆盖0到2π；结合所述天线结构选择条件，根据最优相位分布信息匹配天线结构透过率信息得到天线分布，根据匹配后的天线分布构建全矢量全息双折射超表面；矢量全息超表面及全息加密设计采用传播相位介质型超表面；超表面由非晶硅天线阵列加工在二氧化硅基底上构成；传输相位天线为方柱结构，天线周期为d，根据所需的双偏振通道相位信息对应挑选天线的长宽尺寸；针对天线在正交偏振通道下的透过率函数Txx，Tyy，理想情况下振幅要求为1，相位和变化覆盖-π到π；根据上述天线选择规则获得多个不同尺寸对应天线特征，实现Ex，Ey偏振通道相位信息的独立控制，在任意偏振通道中，对应显示复振幅调制信息，全偏振状态的综合控制；步骤三：结合所述天线结构选择条件，根据最优相位分布信息匹配天线结构透过率信息得到天线分布，根据匹配后的天线分布构建全矢量全息双折射超表面；通过全矢量全息双折射超表面生成矢量全息图案，利用矢量全息图案携带矢量加密信息特征，实现基于双折射超表面的全偏振矢量全息加密，通过全偏振矢量全息加密丰富供偏振加密利用的信息通道数目，拓展偏振加密的通信容量。

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