[实用新型]一种等离子体超表面标准具结构的相位调制器

说明书

本实用新型涉及光学相位调制技术领域，具体涉及一种等离子体超表面标准具结构的相位调制器；该结构是在SiO2材质的平板上设置了铝构成的五边柱形纳米周期阵列天线，该结构能在600～1000nm波长范围激发Fabry–Perot共振，通过分别调节LSP和Fabry‑Perot参数实现了对LSPR和Fabry–Perot这对耦合共振的调谐，通过改变五边柱的高度和边长实现在在全2π范围的相位控制并对局部表面等离子体激元共振进行调谐用于实现对反射率的控制；该控制器在600～1000nm波长范围内可实现0～2π范围的调相，并完成了在43μm焦距的聚焦效果，本实用新型结构简单，器件结构紧凑，易于集成到现有系统，加工方便，成本低。

技术领域

本实用新型涉及光学相位调制技术领域，尤其涉及一种等离子体超表面标准具结构的相位调制器。

背景技术

传统折射型光学元件利用材料折射率的差异或面形变化来实现特定的相位分布，从而构建相应的功能器件，但器件尺寸大、不易集成、损耗较高以及应用中难以实现共形化设计的问题突出，随着技术的发展，超表面器件的研究改变了这一现状。基于表面等离子体的超表面器件利用SP局域相位的调制，使得器件结构更紧凑，易于集成到现有系统，并且设计简单，被认为是有望替代传统折射型器件的技术手段。与传统的光学器件相比，超表面器件具有亚波长尺度相位、振幅、偏振任意调控，轻薄、易集成、低损耗、表面可共形设计等诸多优点。

传统光学透镜中心厚，透镜出现球面像差等缺陷，限制了光学系统的成像和聚焦能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种等离子体超表面标准具结构的相位调制器，旨在解决现有技术中传统光学透镜中心厚，透镜出现球面像差等缺陷，限制了光学系统的成像和聚焦能力的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种等离子体超表面标准具结构的相位调制器，所述等离子体超表面标准具结构的相位调制器包括等离子体纳米天线阵列、隔离层和反射层，所述隔离层与所述等离子体纳米天线阵列固定连接，并位于所述等离子体纳米天线阵列的上方，所述反射层与所述隔离层固定连接，并位于所述隔离层的上方。

其中，所述等离子体纳米天线阵列由多个五边形金属柱组成，每个均与所述隔离层固定连接，并在所述隔离层的上方呈周期性分布。

其中，每个所述五边形金属柱的五边形边长w为20～220nm。

其中，所述隔离层的材质为二氧化硅，厚度h2为200nm。

其中，所述反射层的材质为铝，厚度h3为200nm。

本实用新型的一种等离子体超表面标准具结构的相位调制器，可以通过所述等离子体纳米天线阵列，进行周期性调节，利用不同占空比排列金属柱对应等效折射率的差异，同样可实现传输相位的调节，从而构建相关的平面光学器件，改善由于传统光学透镜中心厚，透镜出现球面像差等缺陷，限制了光学系统的成像和聚焦能力，由于超表面结构平整，工作在同一厚度上，因此基于超表面体系实现的聚焦透镜不会出现球面像差问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的金属柱的边长和相位的关系曲线图。

图2是本实用新型提供的金属柱的反射强度和相位随边长和波长的变化图。

图3是本实用新型提供的目标相位与金属柱分布位置的关系曲线图。

图4是本实用新型提供的透镜聚焦后的效果图。

图5是本实用新型提供的一种等离子体超表面标准具结构的相位调制器的结构示意图。