[发明专利]全介质超颖表面彩色印刷和全息加密共同调制方法

摘要

本发明涉及一种全介质超颖表面彩色印刷和全息加密共同调制方法，属于微纳光学技术领域。该方法使用具有不同光谱响应的非晶硅偶联极子天线和非晶硅纳米棒天线在超颖表面上的空间排布编码彩色印刷的目标图案，同时利用其面内方位角以像素为单元分别编码对应不同波长的超颖表面全息图的空间相位分布，将超颖表面彩色印刷技术与波长复用的超颖表面全息图集成到了一个单层的全介质超颖表面中。全介质超颖表面在白光照射下呈现为显微彩色图像，同时在特定的几个波长的相干单色激光照射下能够在远场分别再现出不同的全息再现像，具有极高的信息容量，且提供了一种隐藏秘密信息的方法，在数据存储，全息显示，信息加密和防伪等多个领域都具有很大潜力。

主权项

1.全介质超颖表面彩色印刷和全息加密共同调制方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一、使用具有不同光谱响应的多种介质纳米天线作为基本组成单元来构建全介质超颖表面；所述的多种介质纳米天线的光谱响应需进行优化以获得超颖表面彩色印刷模式下所需的结构色，此时能够得到彩色图案区域划分情况；步骤二、波长复用超颖表面全息图的空间相位分布是通过并行Gerchberg‑Saxton算法获得的；所述算法能够针对超颖表面彩色印刷模式下的彩色图案区域划分，同时独立获得波长复用超颖表面全息图针对不同波长的不同相位分布；然后使用几何相位调制原理实现相位调制，最终实现彩色印刷和全息加密共同调制；首先，依据彩色印刷的彩色图案区域划分，将多种介质纳米天线分别排布在超颖表面上，每种介质纳米天线对应彩色图案区域中的一种色彩；在使用多种介质纳米天线的空间排布编码彩色印刷的目标图案的同时，还需要使用介质纳米天线面内方位角以像素为单元分别编码对应不同波长的超颖表面全息图的空间相位分布，即分配给每个全息图的相位分布区域是由彩色印刷的图案索引的；其次，利用傅立叶变换传播函数，在全息图平面和不同波长的再现平面之间分别建立起相互平行的、独立的计算每个颜色通道的迭代循环；考虑到分配给每个全息图的相位分布区域是由彩色印刷的图案索引的，故只保留该色彩通道中有图案的区域的相位分布，而在所有其他区域将振幅和相位设置为零；与此同时，在重建平面上使用振幅替换反馈函数，能够加速该算法的收敛；最后，将彼此平行计算的针对不同颜色通道和不同全息再现波长的多个不同区域整合到一起，形成最终的与彩色印刷相结合的波长复用超颖表面全息图；根据波长复用超颖表面全息图的相位分布确定旋转角，经过几何相位调制，最终实现彩色印刷和全息加密共同调制。