[发明专利]一种基于透射超表面的相位调制玻璃及方法

权利要求书

1.一种基于透射超表面的相位调制玻璃，其特征在于，所述基于透射超表面的相位调制玻璃包括：N*M个人工原子组成的阵列；

每个所述人工原子包括：“工”字形金属图案层和玻璃层；所述“工”字形金属图案层包括：第一“工”字形金属图案层和第二“工”字形金属图案层，所述玻璃层包括：第一玻璃层和第二玻璃层；所述第一“工”字形金属图案层、所述第一玻璃层、所述第二“工”字形金属图案层和所述第二玻璃层从上到下依次设置；

所述人工原子用于对入射电磁波的相位进行调制，以得到预期的相位分布；

所述基于透射超表面的相位调制玻璃为N*M个所述人工原子按照预定方式进行旋转拓扑形成的玻璃阵列；

所述人工原子的形状为正方形，所述人工原子的长宽均为P，所述“工”字形金属图案层为镂空“工”字形金属细线图案，“工”字型闭合区域为金属区，中间区域为镂空区，金属占空比为6.1％；

所述预定方式为根据预期的相位分布中的每一个相位点对相应个数的所述人工原子进行水平旋转；

当入射电磁波正向入射到基于透射超表面的相位调制玻璃上时，相应个数的所述人工原子则对入射电磁波的相位进行调制，以得到预期的相位分布。

2.根据权利要求1所述的基于透射超表面的相位调制玻璃，其特征在于，所述第一“工”字形金属图案层与所述第二“工”字形金属图案层的形状和尺寸相同，所述第一玻璃层与第二玻璃层的形状和尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的基于透射超表面的相位调制玻璃，其特征在于，所述第一“工”字形金属图案层位于所述第一玻璃层的一侧表面，所述第二“工”字形金属图案层位于所述第二玻璃层的一侧表面，所述第一“工”字形金属图案层与所述第二“工”字形金属图案层的朝向相同。

4.根据权利要求1所述的基于透射超表面的相位调制玻璃，其特征在于，所述“工”字形金属图案层利用激光刻蚀将金属图案附着在所述玻璃层上，所述“工”字形金属图案层的金属膜厚为300纳米。

5.根据权利要求1所述的基于透射超表面的相位调制玻璃，其特征在于，所述第一玻璃层的下表面和所述第二“工”字形金属图案层直接贴合，且金属图案完全对齐重叠，形成非对称的多层玻璃架构。

6.根据权利要求1所述的基于透射超表面的相位调制玻璃，其特征在于，所述基于透射超表面的相位调制玻璃的尺寸为210mm*210mm。

7.一种如权利要求1-6任一项所述基于透射超表面的相位调制玻璃的基于透射超表面的相位调制方法，其特征在于，所述基于透射超表面的相位调制方法包括以下步骤：

N*M个人工原子按照预设方式得到玻璃阵列；

相位分布所述玻璃阵列对入射电磁波的相位进行调制，得到预期的相位分布。

8.根据权利要求7所述的基于透射超表面的相位调制方法，其特征在于，所述N*M个人工原子按照预设方式得到玻璃阵列的步骤具体包括：

根据预期的相位分布中的相位点分别对N*M个所述人工原子进行水平旋转，得到所述玻璃阵列。

9.根据权利要求7所述的基于透射超表面的相位调制方法，其特征在于，相位分布所述玻璃阵列对入射电磁波的相位进行调制，得到预期的相位分布的步骤具体包括：

所述玻璃阵列接收所述入射电磁波；

所述玻璃阵列中的人工原子对所述入射电磁波的相位进行调制，得到预期的相位分布。

10.根据权利要求9所述的基于透射超表面的相位调制方法，其特征在于，相位分布所述玻璃阵列中的人工原子对所述入射电磁波的所有相位进行对应调制，得到预期的相位分布的步骤具体包括：

假设通过所述玻璃阵列得到预期实现的相位分布为Φ(x，y)；其中，(x，y)为人工原子在玻璃阵列面上的坐标位置；

当所述入射电磁波为左旋圆极化波时，所述人工原子应以自己的几何中心按照第一方向上旋转θ(x，y)角；当所述入射电磁波为右旋圆极化波时，所述人工原子应以自己的几何中心按照第一方向的反方向上旋转θ(x，y)角；其中，θ(x，y)＝Φ(x，y)/2。