[发明专利]交叉偏振转换光学器件及其设计方法

权利要求书

1.一种交叉偏振转换光学器件的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括：

固定介质层与“C”结构金属层的各参数不变，根据法珀共振理论计算金属光栅层的光栅周期与光栅宽度；

固定所述金属光栅层与所述“C”结构金属层的各参数不变，根据法珀共振理论计算所述介质层的厚度；

固定所述金属光栅层和所述介质层的各参数不变，根据法珀共振理论计算所述“C”结构单元的外半径、内半径、起始角度和终止角度；

调节所述“C”结构单元的外半径、内半径、起始角度或终止角度，各为多个不同值时，选择一组具有离散相位的“C”结构单元；

利用所述一组具有离散相位的“C”结构单元，设计所述“C”结构金属层的二维阵列；

由所述金属光栅层、所述介质层和所述“C”结构金属层组成所述交叉偏振转换光学器件，所述交叉偏振转换光学器件用于将入射的x偏振光转换成y偏振光。

2.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述x偏振光的频率为0.75THz。

3.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述“C”结构金属层的材质采用金；所述介质层的材质采用硅半导体；所述金属光栅层的材质采用金。

4.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述固定介质层与“C”结构金属层的各参数不变，根据法珀共振理论计算金属光栅层的光栅周期与光栅宽度步骤中，计算得到所述金属光栅层的光栅周期为Λ＝10μm，光栅宽度为w＝4μm。

5.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述固定所述金属光栅层与所述“C”结构金属层的各参数不变，根据法珀共振理论计算所述介质层的厚度的步骤中，计算得到所述介质层的厚度为80μm。

6.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述固定所述金属光栅层和所述介质层的各参数不变，根据法珀共振理论计算所述“C”结构单元的外半径、内半径、起始角度和终止角度的步骤包括：选择所述“C”结构单元的厚度为40nm，计算得到所述“C”结构单元的外半径为R＝35μm、内半径为r＝25μm、起始角度为θ_start＝50°，终止角度为θ_stop＝0°。

7.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述调节所述“C”结构单元的外半径、内半径、起始角度或终止角度，各为多个不同值时，选择一组具有离散相位的“C”结构单元的步骤包括：根据法珀共振理论，选择8个不同的“C”结构单元，以使产生的8种y偏振光的振幅相同，相位变化以45度为梯度。

8.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述利用所述一组具有离散相位的“C”结构单元，设计所述“C”结构金属层的二维阵列的步骤包括：设定二维阵列的排布为方形阵列，包括128*128个所述“C”结构单元，相邻两个所述“C”结构单元的中心间距为80μm。

9.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述由所述金属光栅层、所述介质层和所述“C”结构金属层组成所述交叉偏振转换光学器件的步骤中，所述交叉偏振转换光学器件为全息成像器件。

10.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述由所述金属光栅层、所述介质层和所述“C”结构金属层组成所述交叉偏振转换光学器件的步骤中，所述交叉偏振转换光学器件为聚焦透镜。

11.一种如权利要求1所述的设计方法设计的交叉偏振转换光学器件，其特征在于，所述交叉偏振转换光学器件包括：

“C”结构金属层，包括二维阵列，由具有离散相位的多个“C”结构单元组成；

介质层；

金属光栅层；

所述交叉偏振转换光学器件用于将入射的x偏振光转换成y偏振光。