[发明专利]一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪

权利要求书

1.一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪，其特征在于：包括CMOS(1)、FP腔超构表面滤波片(2)；FP腔超构表面滤波片包括透明基底(4)、金属层、介质层(6)、微纳结构(7)；

金属层分为第一金属层(51)、第二金属层(52)；透明基底(4)、微纳结构6和介质层(7)顺次布置，微纳结构(6)的顶部与底部上分别设有第一金属层(51)和第二金属层(52)；连接由各层材料的粘附性实现。

2.根据权利要求1所述的一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪，其特征在于：金属层为Ag层、Al层或Au层。

3.根据权利要求1所述的一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪，其特征在于：微纳结构(6)为二氧化钛材料，将微纳结构阵列化，在阵列化面积中实现滤波功能。

4.根据权利要求1所述的一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪，其特征在于：介质层(7)为PMMA光刻胶。

5.根据权利要求1所述的一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪，其特征在于：FP腔超构表面滤波片(2)与CMOS1的连接通过OCA胶(3)直接将透明基底与CMOS直接相连接，或者通过化学、物理方法进行转移、连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪，其特征在于：入射光经过FP腔超构表面滤波片，FP腔超构表面滤波片由多种不同的微纳结构阵列所组成，每种阵列滤不同波峰的光，当入射光经过滤波片时，在平面内获得了多段被分解的窄带光，平面内多段窄带光再入射到CMOS上，由CMOS探测到光强信息p_i，最终获得重建光谱数据r。

7.根据权利要求1所述的一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪，其特征在于：透明基底(4)是ITO或者石英玻璃。

8.根据权利要求1所述的一种基于Fabry–Pérot腔的透射式超构表面多光谱成像仪，其特征在于：通过在金属-介质-金属层的介质层的典型FP腔结构中，在确定金属层材料及其厚度的条件下，在介质层中引入不同几何形状、不同几何参数的二维平面介质微纳结构，实现滤波功能，并通过改变微纳结构的结构参，来实现滤波性能的调控；入射光在进入FP滤色腔后，将在腔内发生多次反射，并与原入射光干涉，通过调制反射光与入射光相位间的差值，即可控制干涉的相长与相消，从而对透射的波长进行选择实现滤色功能；使用两次反射之间由光的传播产生的动力学相位对相位差值进行控制，动力学相位的大小取决于光在介质中传播的距离即腔厚与介质的折射率；Phase＝2πd/λn，其中d为腔厚，n为介质折射率；当超构表面的微纳结构尺寸远小于光的波长时，近似为一具有等效折射率neff的均匀介质，通过不同的结构设计，使n1≤neff≤n2，其中n1为微纳结构周围介质的折射率，n2为构成微纳结构的介质材料的折射率，进而在不改变腔厚和材料种类的条件下，对动力学相位进行控制，实现不同波段的滤波效果。