[实用新型]一种基于两个十字形共振体的圆偏振单元及偏振片

说明书

本实用新型涉及一种基于两个十字形共振体的圆偏振单元及偏振片，属于光器件领域，解决了以往偏振结构不能保留需要的旋向光的问题。包括依次层叠设置的第一十字共振体、第一介质基底、中间光栅共振体、第二介质基底及第二十字共振体。第一十字共振体设置在第一介质基底的第一侧表面上、中间光栅共振体设置在第一介质基底的第二侧表面上或者第二介质基底的第一侧表面上，第二十字共振体设置在第二介质基底的第二侧表面上。中间光栅共振体包括三个平行设置且间距为45μm的金属条，第一十字共振体和第二十字共振体均包括互相垂直的长边和短边，金属条分别和第一十字共振体长边成45°夹角。本实用新型能在反射端或透射端保留需要的旋向光的效果。

技术领域

本实用新型涉及光器件技术领域，尤其是涉及一种基于两个十字形共振体的偏振片单元及偏振片。

背景技术

电磁波的偏振作为其横波的重要特征，在实际中具有重要的应用。传统上，实现电磁波的偏振调控一般通过各项异性晶体等实现。利用材料内部不同晶轴方向或不同圆偏态的折射率差异，使得不同偏振的电磁波在一定厚度的晶体材料内传播时产生不同的相位积累，从而引起出射光偏振性质的改变。

一般来说，传统材料对应的折射率差别Δn很小，为了产生足够相位差所需材料厚度相比于波长非常大，同时对于特定频率的偏振片来说，设计上不仅对波片厚度严格要求，而且一般仅能在窄带内具有很好的效果，这些限制在实际中大大制约了偏振应用的发展。另外，光经过偏振片的时候会产生反射和折射，而不同的旋向光（如左旋光和右旋光）实际应用场景不同。

因此，如何设计一种超薄、宽频高效以及能够使光在经过反射或折射时，还能在反射端或者透射端保留需要的旋向光的圆偏振片是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一是提供一种基于两个十字形共振体的圆偏振单元，能够用来设计具有超薄、宽频高效及在反射端或者透射端保留需要的旋向光的偏振片。

本实用新型的目的之二是提供一种偏振片，其具有超薄、宽频高效及在反射端或者透射端保留需要的旋向光的效果。

本实用新型的上述实用新型目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种基于两个十字形共振体的圆偏振单元：包括依次层叠设置的第一十字共振体、第一介质基底、中间光栅共振体、第二介质基底及第二十字共振体；其中，

第一十字共振体设置在第一介质基底的第一侧表面上、中间光栅共振体设置在第一介质基底的第二侧表面上或者第二介质基底的第一侧表面上，第二十字共振体设置在第二介质基底的第二侧表面上；

中间光栅共振体包括三个平行设置且间距为22.5μm的金属条，所述第一十字共振体和第二十字共振体均包括互相垂直的长边和短边，每个金属条分别和第一十字共振体和第二十字共振体的长边成45°夹角，第一十字共振体的长边和第一基底的宽边平行；

第一十字共振体的尺寸大小和第二十字共振体的尺寸大小一样，第一介质基底的尺寸大小和第二介质基底的尺寸大小一样。

通过采用上述技术方案，将具有长短边的两个十字共振体中的长边均设置为与中间光栅共振体中的每个金属条夹角成45度，并通过具有介电常数的两个基底将第一十字共振体和中间光栅共振体隔开及中间光栅共振体和第二十字共振体隔开，本领域技术人员通过该种结构设置能够在光透过偏振单元后在某一工作频段内，在反射端只让左旋光或右旋光返回，在透射端只让左旋光或者右旋光出射，本申请中投射端的功能和反射端的功能是独立的，即为可以根据需要在反射端或透射端选择自己需要的旋向光，另外每层的厚度都为纳米级，所以使得整个偏振单元很薄。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一十字共振体和第二十字共振体的长边长度为70μm，短边长度为30μm，长边和短边的宽度为15μm，长边和短边厚度为25nm。