[发明专利]一种三维超构材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维超构材料，其特征在于：具有多个周期性分布的U形结构，每个U形结构对应图像中的一个像素点，所有U形结构共同组成所需图像；所述U形结构由两臂及连接两臂的底部构成，两臂与Z轴同向且相邻U形结构的臂相互独立不接触；所述底部与X轴的夹角为θ不完全一致，且0°≤θ≤90°。

2.如权利要求1所述的三维超构材料，其特征在于：所有U形结构的底部与X轴的夹角θ为0°或90°，所述图像包括由所有底部与X轴的夹角为0°的U形结构共同构成第一图像和所有底部与X轴的夹角为90°的U形结构共同构成第二图像，所述第一图像和第二图像重叠部分对应的U形结构相互垂直交叉站立。

3.如权利要求1所述的三维超构材料，其特征在于：所述U形结构的周期4±0.5微米。

4.如权利要求1所述的三维超构材料，其特征在于：所述U形结构的高度在1.5～2.3微米范围内。

5.如权利要求1所述的三维超构材料，其特征在于：所述U形结构的高度一致。

6.如权利要求1所述的三维超构材料，其特征在于：所述U形结构的底部的高度为0.7±0.1微米，底部的长为2±0.2微米，U形结构的线宽为0.3±0.05微米。

7.如权利要求1所述的三维超构材料，其特征在于：所述三维超构材料的厚度为40±5纳米。

8.一种三维超构材料的制备方法，其特征在于：利用光学显微系统在涂有光刻胶的介质衬底上进行激光直写；将激光直写完毕后的结构利用显影液进行显影以呈现多个周期性分布的U形结构支撑模型；再在U形结构支撑模型和衬底表面镀一层厚度均匀的金属薄膜，从而制备出如权利要求1至7任意一项所述的三维超构材料。

9.如权利要求8所述的三维超构材料的制备方法，其特征在于：所述金属薄膜是银膜、金膜或合金膜。

10.一种灰度编码与显示的方法，其特征在于：基于如权利要求1至7任意一项所述的三维超构材料，通过改变U形结构底部与X轴的夹角θ实现图像的灰度编码与显示；通过改变像素点对应的U形结构的高度实现对不同频率入射光的选择性吸收。

11.一种二值图像编码与显示的方法，其特征在于：基于如权利要求1至7任意一项所述的三维超构材料，底部与X轴的夹角θ取0°或90°，通过改变入射光的偏振方向来分别显示底部与X轴的夹角θ取0°或90°的U形结构所构成的图像，以实现二值图像的编码与显示；通过改变像素点对应的U形结构的高度实现对不同频率入射光的选择性吸收。