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公开(公告)号：CN119002046A
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202411274770.5
申请日：2024-09-12
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明属于微纳光学技术领域，公开了一种基于极简超表面的波长解耦设计方法、超表面器件。本发明构建的超表面器件的基本结构包括基底和纳米砖阵列，纳米砖阵列由两种尺寸的纳米砖组成，本发明基于选取的两种工作波长和两幅全息图像确定超表面器件的几何尺寸以及纳米砖阵列中若干个纳米砖的尺寸排布和转向角排布；在两种工作波长下，入射同样旋向的圆偏振光，经超表面器件反射后，在远场分别得到两幅全息图像，实现波长解耦。本发明能够实现双波长入射下的全息复用显示，具有设计简单、易加工的优点。
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公开(公告)号：CN117348239A
公开(公告)日：2024-01-05
申请号：CN202311359698.1
申请日：2023-10-18
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明属于微纳光学技术领域，公开了一种基于超表面的双波长离轴变焦透镜及其设计方法。本发明首先构建了用于形成基于超表面的双波长离轴变焦透镜的单元结构，单元结构中的纳米砖具有各向异性，然后根据选定的两种工作波长、偏振态和对应的焦点位置，在透镜不同位置处设计所需要附加的相位，使得设计的双波长离轴变焦透镜可以在红外工作波长、正交线性偏振光入射下在所设计的位置处产生对应的焦点。本发明能够在中波红外及长波红外下分别聚焦到不同方向、不同距离处，实现偏振控制的中长波双波长离轴变焦，且离轴方向及变焦比可被任意设计。本发明仅需一片超表面，具有高集成的突出优势，同时具有体积小，重量轻的优点。
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公开(公告)号：CN117170113A
公开(公告)日：2023-12-05
申请号：CN202311208257.1
申请日：2023-09-18
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明属于微纳光学技术领域，公开了一种基于超表面的带标签的涡旋光发生器及其设计方法。本发明提供的一种基于超表面的带标签的涡旋光发生器的设计方法不仅考虑了如何实现涡旋光发生器的功能，还将如何直接显示拓扑荷数考虑在内，结合用于显示拓扑荷数的二值图像进行纳米砖结构单元的选择和排布，得到了基于超表面的带标签的涡旋光发生器。本发明在保持涡旋光发生器的功能的前提下，在显微光路中能够直接显示出其产生的涡旋光的拓扑荷数，解决了现有技术中难以直接获取涡旋光拓扑荷数的问题。本发明提供的基于超表面的带标签的涡旋光发生器结构紧凑，在产生涡旋光的同时易于判断涡旋光的拓扑荷数。
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公开(公告)号：CN117111293A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311015770.9
申请日：2023-08-11
Applicant: 武汉大学
IPC: G02B27/00 , G02F1/1335 , G02F1/13363 , G02F1/1343 , G02F1/1337 , G02F1/139 , G02F1/133
Abstract: 本发明公开了一种基于液晶的阶数复用光学微分器件的设计方法。该方法如下：(1)设计包含有一定面内转角分布液晶的向列液晶层，所述向列液晶层由多个液晶单元结构间隔阵列于一平面形成；(2)构建由起偏器、四分之一波片、向列液晶层、四分之一波片和检偏器依次组成的光学通路；(3)调节电压，该多功能光场微分器可以实现亮场成像、一阶微分和二阶微分的功能切换。三种功能相互独立，互不影响。本发明具有调控方式简单、功能丰富易于集成等优点，在自动驾驶、图像处理以及光学模拟计算等重要领域有着良好的应用前景。
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公开(公告)号：CN113391443B
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN202110719467.1
申请日：2021-06-28
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了基于纳米微腔的光学调制器、超表面及信息加密方法。该光学调制器包括五层结构，至下而上依次为金属反射层‑下电介质层‑金属中间层‑上电介质层‑金属层；所述光学调制器的工作波长由上电介质层的厚度决定，通过改变下电介质层的厚度以实现工作波长下反射光强的控制。所述超表面由多个光学调制器阵列于一平面构成，可实现灰度图像的加密隐藏和显示。本发明将反射强度连续控制和工作波长可定制的优势集成为一个纳米微腔的薄膜结构，通过优化调制，可以实现灰度图像信息加密的功能，同时具有结构简单，微纳尺寸以及易于集成等优点，可广泛用于光学调制，信息加密，完美吸收等光学领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114942519B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202210560826.8
申请日：2022-05-23
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种基于超表面结构色的彩色纳米印刷设计方法。所述彩色纳米印刷方案的图像信息分为图像灰度信息和图像颜色信息两部分，其中灰度信息通道为全息零级，图像灰度信息被编码进超表面上纳米砖阵列的转角排布中，颜色信息通道为超表面纳米单元的光谱响应，图像颜色信息被编码进超表面上纳米单元的几何尺寸及排布方式中；本发明所提出的一种基于超表面结构色的彩色纳米印刷设计方法，与传统的彩色纳米印刷术相比，几何相位设计模式更加灵活，填补了灰度纳米印刷术在相位领域的空白，其优势在于设计算法简单，集成度极高，可以无需任何光学器件的协助，能够用肉眼直观观察，可广泛的应用于图像显示等领域，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN114236680B
公开(公告)日：2022-10-04
申请号：CN202111429402.X
申请日：2021-11-29
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明属于微纳光学、集成光子学和增强现实显示技术领域，公开了一种可实现多功能的片上超表面及其设计方法和应用。本发明基于片上超表面可设计实现不同的功能，包括片外光束偏折、片外光束聚焦、双通道全息、三通道全息；同时基于片上超表面的优势，实现双通道或者三通道全息的AR显示。本发明工艺简单，设备小型化，多功能化，易于片上集成，不同通道之间的全息图没有串扰，在可穿戴设备集成以及下一代显示技术方面展示出巨大的应用潜力。
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公开(公告)号：CN113406729B
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN202110732897.7
申请日：2021-06-30
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了基于宽带可见光纳米超表面的双向全息调制方法及应用。所述超表面是由多个单元结构周期性排列而成，单元结构包括基底和设置于其上的纳米砖。该方法通过设计单元结构的尺寸参数以构建超表面，可实现宽带可见光范围内单层纳米结构的双向全息图像显示。单个纳米砖在长宽上具有各自独立的自由度，分别对两种不同的线偏振光具有不同的响应，实现不同偏振下两幅不同图像的显示。本发明结构尺度小易于集成，可以作为非互易信息处理、光学计量和加密/解密安全性增强防伪应用的器件。
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公开(公告)号：CN113703239B
公开(公告)日：2022-04-29
申请号：CN202110886251.4
申请日：2021-08-03
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种基于液晶的可电控双通道显示方法。该液晶单元结构由五层材料构成，包括中间部分的向列型液晶层、上层的光控取向层和玻璃层、以及底部同样的光控取向层和玻璃层，能够在透射空间分别产生一幅平面显示灰度图像和一幅全息图像，实现双通道的信息显示，这两个通道相互独立且互不影响。另外，通过调节外部施加电压的大小，该液晶多功能器件能够实现光开关的转换和工作波长的动态选择。本发明在光学信息的存储、显示、传输以及光谱测量等领域具有潜在的应用价值。
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公开(公告)号：CN111127289B
公开(公告)日：2022-02-01
申请号：CN201911308225.2
申请日：2019-12-18
Applicant: 武汉大学
IPC: G06T1/00
Abstract: 本发明公开了一种带有水印的高低频复用超表面防伪图像的设计方法，涉及微纳光学技术领域，构建包括多个纳米砖结构单元的纳米砖阵列，通过巧妙设计纳米砖阵列中的纳米砖转向角分布，当线偏振光入射到所述的超表面后，其光强和偏振方向均被调制后作为反射光出射，反射光通过检偏器在近场显示一幅具有高分辨率的混合图像，该混合图像在不同截止频率下可提取出不同的图像信息，再设计一幅水印图像并对纳米砖阵列中的纳米砖转向角进行适当的调整；当旋转检偏器到另一特定的角度，该混合图像上将叠加有水印图像，此时并不影响原混合图像的显示。本发明提供了一种新的图像防伪方式，由于其仿制难度大安全性高可应用于高端产品的防伪技术中。
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