[发明专利]一种图像集成的超构表面及其设计方法

说明书

本发明公开了一种图像集成的超构表面设计及制造方法，方法包括：获取三幅打印图像和一副全息图像，将三幅打印图像设置为相同的大小和分辨率；预设三组入射光场的入射条件；根据入射条件，结合三幅打印图像第一目标位置的像素强度，确定超构表面第二目标位置三组入射光场对应的三组出射光场的强度；根据三组出射光场的强度，结合三组入射条件，确定超构表面纳米单元中纳米柱的第一设置参量；根据第一组入射光场的入射条件，结合一副全息图像的相位控制，确定超构表面纳米单元中纳米柱的第二设置参量；根据第一设置参量和第二设置参量完成超构表面的预设。本发明实现了三幅打印图像和一幅全息图像的集成，可广泛应用于图像集成技术领域。

技术领域

本发明涉及图像集成技术领域，尤其是一种图像集成的超构表面及其设计方法。

背景技术

图像集成技术是指对于一个单层结构，可以在不同的条件下，用光学的方式观察到不同的图像，包括全息图像(结构面之外成像)与打印图像(结构面上成像)。其中，不同的条件包括使用不同的偏振、波长、角度的光来照射样品，以及采用不同的观测方式。在信息时代，我们对于硬件的要求也与日俱增，对器件的信息容量的微型化有很高的要求。

高密度一方面要求器件的微型化，另一方面要求信息容量尽可能大。目前的微型化器件以亚波长尺度的超构表面为代表；现有提升超构表面信息容量的方式包括：多路复用像素，相干像素等。但是现有图像集成技术的调控光场的自由度单一以及信息容量不够高，同时对自由度的单一调控功能也导致了信息的安全性不高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种图像集成的超构表面及其设计方法，能够实现单层超构表面上三幅打印图像和一幅全息图像的集成，从而实现高容量的图像集成。

本发明实施例的第一方面提供了一种图像集成的超构表面设计及制造方法，包括：

获取三幅打印图像和一副全息图像，将所述三幅打印图像设置为相同的大小和分辨率；

预设三组入射光场的入射条件；

根据所述入射条件，结合所述三幅打印图像第一目标位置的像素强度，确定超构表面第二目标位置所述三组入射光场对应的三组出射光场的强度；

根据所述三组出射光场的强度，结合所述三组入射光场的入射条件，确定所述超构表面纳米单元中纳米柱的第一设置参量；

根据第一组入射光场的入射条件，结合所述一副全息图像的相位控制，确定所述超构表面纳米单元中纳米柱的第二设置参量；

根据所述第一设置参量和所述第二设置参量完成所述超构表面的预设。

可选地，所述预设三组入射光场的入射条件，包括以下至少之一：

预设所述三组入射光场的波长；

预设所述三组入射光场的入射角；

预设所述三组入射光场的偏振。

可选地，所述根据所述入射条件，结合所述三幅打印图像第一目标位置的像素强度，确定超构表面第二目标位置所述三组入射光场对应的三组出射光场的强度，包括：

根据所述入射条件，结合出射光场的强度表达式，确定所述出射光场的强度，所述出射光场的强度表达式为：

I(θ₁，σ₁，λ₁)＝＝[1+cos(2δ₁)+cos(2δ₂)]²+[sin(2δ₁)+sin(2δ₂)]²，