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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层超表面任意琼斯矩阵的光场调控方法，属于微纳光学、衍射光学和光场调控应用领域。本发明实现方法为：利用严格耦合波分析法RCWA对单元介质结构进行扫描，得到不同横截面尺寸的矩形纳米柱结构在不同偏振入射光下的复振幅透射系数。双层超表面琼斯矩阵由两个单层结构琼斯矩阵的乘积表示。利用双相位全息的单像素编码方法，将任意复琼斯矩阵分解为两个酉琼斯矩阵的和，以互补棋盘格图案的形式用其中一个酉琼斯矩阵取代原来的复数琼斯矩阵。将酉琼斯矩阵解耦为两个酉对称琼斯矩阵的乘积。利用几何相位和传播相位原理，基于任意琼斯矩阵分解方法求解每个单层超表面结构的几何参数，利用双层超表面实现应用广泛的多通道光场调控。
主权项：1.基于双层超表面任意琼斯矩阵的光场调控方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：基于奇异值分解，将复数形式的任意琼斯矩阵J分解成两酉矩阵UA与UB之和，通过酉矩阵的互补采样、相干叠加得到双层超表面的目标琼斯矩阵阵列；步骤二：采用的双层超表面由两层各向异性超表面堆叠而成，双层超表面的琼斯矩阵是任意酉矩阵，由两个单层超表面琼斯矩阵的乘积描述，通过解析分解将酉琼斯矩阵解耦为两个酉对称琼斯矩阵U1和U2的乘积；所述单层超表面琼斯矩阵是酉对称矩阵；步骤三：步骤二所得的每个酉对称琼斯矩阵U1、U2通过各向异性矩形纳米柱实现，利用几何相位与传播相位原理，根据需要编码的酉对称琼斯矩阵的复振幅分布，确定矩形纳米柱单元的几何尺寸和面内旋转角，从而生成相应超颖表面结构的加工文件；酉矩阵UA与UB由两个垂直堆叠的纳米柱组成的双层超原子实现，入射到双层超原子上的光依次被第一层和第二层纳米柱的琼斯矩阵U1和U2调制；步骤四：利用步骤三得到介质超颖表面结构的加工文件，通过电子束光刻和气相沉积的微纳加工方法，制备透射型介质超颖表面；利用几何相位和传播相位原理，基于任意琼斯矩阵分解方法求解每个单层超表面结构的几何参数，由两单层超表面垂直堆叠而成双层超表面，利用双层超表面实现光场调控。
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百度查询： 北京理工大学 基于双层超表面任意琼斯矩阵的光场调控方法
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