[发明专利]可实现全息加密的双层超表面

权利要求书

1.一种可实现全息加密的双层超表面，其特征在于：

由第一超表面和第二超表面构成，能实现全息的加密显示；在工作波长下，所述第一超表面和第二超表面为透射式工作；该双层超表面中第一超表面上的纳米砖随机分布为纳米起偏器、纳米半波片和纳米1/4波片，作为密钥，第二超表面上的纳米砖被看作是纳米半波片，当光波入射，通过第一超表面后，光波的相位受到调制，通过第二超表面后，透射光的相位再次受到调制，在远场重建出全息图像；

所述第一超表面和第二超表面均由基底和纳米砖阵列构成，基底划分为多个单元结构，每个单元结构的工作面为边长为C的正方形，每个工作面上均设有纳米砖，其作为纳米起偏器的结构尺寸为长L₁，宽W₁，高H₁，其作为纳米半波片的结构尺寸为长L₂，宽W₂，高H₂，其作为纳米1/4波片的结构尺寸为长L₃，宽W₃，高H₃，这是根据选定的入射光波长，通过电磁仿真优化得到；以单元结构直角为x轴和y轴建立xoy坐标系，纳米砖长边为长轴，短边为短轴，第一超表面的纳米砖长轴与x轴夹角为纳米砖转角θ₁，第二超表面的纳米砖长轴与x轴夹角为纳米砖转角θ₂；

当任意偏振态的光入射至所述第一超表面，其透射光的相位会受到调制，透射光继续透过所述第二超表面时，其相位会再次受到调制；当任意偏振态的入射光为透射光依次通过纳米起偏器和纳米半波片后的琼斯矩阵由下式说明：

透射光依次通过纳米半波片和纳米半波片后的琼斯矩阵由下式说明：

透射光依次通过纳米1/4波片和纳米半波片后的琼斯矩阵由下式说明：

即透射光中左旋圆偏光和右旋圆偏光的相位均受到调制。

2.如权利要求1所述的可实现全息加密的双层超表面，其特征在于：

所述的第一超表面和第二超表面的基底为熔融石英玻璃材料，所述的第一超表面和第二超表面的纳米砖为硅材料。

3.如权利要求2所述的可实现全息加密的双层超表面，其特征在于：

当任意偏振态的光入射，通过第一超表面后，透射光的相位受到调制；所述第一超表面的纳米砖转角θ₁和第二超表面的纳米砖转角θ₂，当光波透过第一超表面后，相位受到调制，通过第二超表面后，透射光的相位再次受到调制，在远场重建出全息图像；即所述的双层超表面可实现全息加密显示。