[发明专利]适用于可见光波段全透射零相位延迟隐身超表面结构

说明书

本发明提供了一种适用于可见光波段全透射零相位延迟隐身超表面结构，包括基底(100)和亚波长单元(200)，亚波长单元(200)为单晶硅材质的纳米级条状散射体并间隔排列在基底(100)上，形成一维周期性阵列，基底(100)采用氧化硅材质，厚度为1μm。对于s偏振入射光、p偏振入射光，亚波长单元(200)能在不同波长处实现近零前向散射和近零后向散射，从而实现电磁能量在横向平面的再分配；同时，对于s偏振入射光和p偏振入射光入射亚波长单元(200)时还能够分别实现高透射零相位延迟功能和隐身功能。本发明波前调控效率高，结构简单，便于推广使用。

技术领域

本发明涉及光学领域，具体地，涉及一种适用于可见光波段全透射零相位延迟隐身超表面结构。

背景技术

人工电磁超材料的出现为实现主动灵活地调控电磁波的振幅、相位、偏振等信息提供了全新的平台，其在超透镜、光学隐身、全息成像、定向发射、惠根斯超表面等设计方面均具有广阔的应用前景。而现有的实现零相位传输的超表面设计多基于零介电常数超材料，其结构相对复杂如多层膜结构，或者光子晶体结构并要求其带隙结构在狄拉克点位置发生简并，因此其对周期性条件和结构设计的要求很高，且现有的超表面波前调控效率低下、结构复杂、功能单一。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于可见光波段全透射零相位延迟隐身超表面结构。

根据本发明提供的一种适用于可见光波段全透射零相位延迟隐身超表面结构，包括基底100和亚波长单元200；

所述亚波长单元200间隔排列在基底100上；

亚波长单元200的数量为多个；

亚波长单元200为纳米级条状散射体。

优选地，亚波长单元200的横截面为矩形，矩形的长、宽分别为340nm、250nm；

亚波长单元200纵向长度为8μm；

所述基底100的厚度为1μm。

优选地，亚波长单元200材料为单晶硅(c-Si)，相邻两个亚波长单元200同侧间隔为400nm。

优选地，所述基底100的材料采用氧化硅。

优选地，所述的亚波长单元200在s偏振入射光和p偏振入射光下的不同波段分别能够观察到零前向散射和零后向散射特性；

角散射分布特性根据微分散射截面计算得到，其中，是根据适用于任意截面的多极子展开方法计算得到，θ为散射角，范围0～2π，m是电磁模态的阶数，m＝0，±1，±2，σ^s，p为s和p偏振入射条件下的总散射截面；

其中，θ＝0、π，的条件是π，其中表示的相位。

优选地，对于s偏振入射光，在波长为0.867μm时亚波长单元200前向散射、后向散射同时为0；

对于p偏振入射光，在波长为0.781μm时亚波长单元200前向散射、后向散射同时为0。

优选地，所述亚波长单元200的横截面为矩形；

矩形的长、宽分别为400nm、250nm；

亚波长单元200纵向长度为8μm，基底100的厚度为1μm；

对于s偏振入射光和p偏振入射光分别入射亚波长单元200，都能够同时在波长为0.88μm时获得近零前向散射和近零后向散射。

优选地，对于s偏振入射光，在波长0.87μm时，亚波长单元200透射效率为0.87，反射效率为0.11，透射相位为0，能够实现高透射零相位延迟功能；