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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：CN112882139B
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202110112348.X
申请日：2021-01-27
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明属于微纳光学技术领域，公开了实现近场结构色显示与全息复用的超表面及其设计方法。超表面由若干个纳米砖结构单元构成，纳米砖结构单元包括基底和纳米砖；不同组类的纳米砖结构单元在白光入射下具有不同的反射光谱响应，呈现不同的结构色；每个纳米砖单元结构作为一个像素单元，根据近场结构色显示图像的颜色对多个组类的纳米砖结构单元进行排布；根据远场全息图像对应计算的复振幅分布对每个纳米砖的转向角进行排布；以非偏振白光入射至超表面，反射光在超表面所在平面上显示近场结构色显示图像；以圆偏振光入射至超表面，透射光在夫琅禾费衍射区显示远场全息图像。本发明能够通过一片超表面实现近场结构色显示和远场全息复用。
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公开(公告)号：CN110673238B
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN201910905641.4
申请日：2019-09-24
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明涉及一种微透镜阵列的制作方法，包括：设计并制备超表面掩模；提供透明基底，在基底上涂覆光刻胶，烘干固膜；将超表面掩模紧贴光刻胶面，采用紫外波段下的线偏振光入射超表面掩模，在超表面掩模下方对应的光刻胶区域上进行曝光；移动超表面掩模，在光刻胶的其他区域上进行曝光，直至在光刻胶所需区域上都完成曝光；之后对涂有光刻胶的基底进行显影，显影后在曝光过的光刻胶上形成微透镜阵列结构；以光刻胶上的微透镜阵列结构为模板对基底进行离子束刻蚀，将所述光刻胶上的微透镜阵列结构转印到所述基底上。本发明利用超表面代替传统掩模版，提高了曝光的分辨率，可以直接实现曝光剂量的连续精确调节，降低了成本，提高了加工精度。
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公开(公告)号：CN110376672B
公开(公告)日：2020-05-26
申请号：CN201910567465.8
申请日：2019-06-27
Applicant: 武汉大学
IPC: G02B5/30
Abstract: 本发明属于微纳光学技术领域，公开了一种超表面阵列结构及其在图像显示复用中的应用，超表面阵列结构包括基底、纳米砖阵列；入射线偏光的偏振方向沿着纳米砖的长轴方向时反射率最高；沿着纳米砖的短轴方向时透射率最高。应用包括：在入射线偏光的偏振方向固定的情况下，将每个纳米砖作为一个像素点，通过调节每个纳米砖的转向角，使每个像素点显示不同的灰度，实现灰度图像的显示。此外，在纳米砖的转向角固定的情况下，通过调整入射线偏光的偏振方向，使纳米砖阵列显示不同的二值图像，实现二值图像的显示复用。本发明解决了现有技术中实现灰度图像显示以及复用的超表面调控难度高、纳米阵列结构复杂、难于加工的问题。
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公开(公告)号：CN110426784A
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201910609463.0
申请日：2019-07-08
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种基于微纳光栅阵列及微纳F-P腔结构的双波长滤波器件，包括底层衬底、微纳F-P腔、中间衔接层及光栅阵列。基于F-P腔的波长选择原理可设计具有滤波作用的微纳F-P腔结构；基于光栅的色散效应可以设计具备特定衍射角的波长。微纳F-P腔结构工作在白光波段下，具有极窄的光谱响应和波长选择性，叠加光栅阵列，可实现双波长的滤波功能。这种叠层超表面具备超微的尺寸参数，可广泛的应用于信息加密、全息显示等领域，并且加工简单、设计灵活、结构紧凑。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111145071B
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN201911338062.2
申请日：2019-12-23
Applicant: 武汉大学
IPC: G06T1/00
Abstract: 本发明涉及微纳光学及光学防伪技术领域，公开了一种将水印叠加在连续灰度图像中的三通道超表面复用方法，包括：纳米砖阵列，纳米砖阵列包括多个纳米砖结构单元，优化获得纳米砖结构单元具有不同光谱响应的至少两组备选尺寸参数；选择三通道超表面进行复用的连续灰度图像、水印图像和二值图像；根据连续灰度图像以及水印防伪图像，设计纳米砖阵列中的纳米砖转向角；按照二值图像，从多组备选的尺寸参数中选择对应尺寸的纳米砖结构单元进行排布；根据上述的纳米砖单元结构尺寸参数和纳米砖转向角排列纳米砖单元结构，获得三通道超表面材料。本发明通过单个超表面阵列结构能够实现三通道信息的复用，具有结构紧凑、信息密度高、隐蔽性强的特点。
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公开(公告)号：CN110488484B
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN201910691343.X
申请日：2019-07-29
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明提供一种基于银纳米砖阵列的双通道红绿滤光片及其设计方法。该双通道红绿滤光片能够有效将入射线偏光转化为红光或绿光。本发明所涉及的双通道红绿滤光片，包括：石英玻璃；纳米砖阵列结构，形成在该石英玻璃的一侧表面，用以对反射光的颜色进行调制。纳米砖阵列由纳米砖单元周期性排列形成，并且纳米砖为长方体形，长宽高均为亚波长尺寸。本发明所提供的双通道红绿滤光片能够实现对红光或者绿光的过滤，且体积小、成本低、重量小、设计思路简单，非常适宜于在微型光电体系中应用。
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公开(公告)号：CN112129410A
公开(公告)日：2020-12-25
申请号：CN202010952893.5
申请日：2020-09-11
Applicant: 武汉大学
IPC: G01J4/00
Abstract: 本发明提供一种斯托克斯偏振测量装置，包括依次设置的超表面阵列、线性偏振片以及成像装置；其测量方法包括将偏振待测光波依次入射超表面阵列、线性偏振片，再由成像装置记录出射光波的空间光强分布，根据出射光波的空间光强分布，由最小二乘法计算偏振待测光波的斯托克斯矢量；超表面阵列构建方法中纳米砖结构单元的纳米砖转向角α由纳米砖中心点的位置坐标(r,θ)确定，其满足的函数关系为：α＝f(r,θ)，其中f(r,θ)满足本发明的测量装置及测量过程简单，无运动元件，无需分时重复测量，可实现全斯托克斯矢量的高精度测量。
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公开(公告)号：CN110850601B
公开(公告)日：2020-10-13
申请号：CN201911196763.7
申请日：2019-11-29
Applicant: 武汉大学
Abstract: 本发明公开了一种利用超表面实现图像相加和相减运算的方法，包括如下步骤：确定工作波长，优化纳米砖单元结构的尺寸参数；根据纳米砖单元对线偏振光波的调控效果，周期性排列纳米砖单元结构，构成超表面阵列结构，加工超表面；搭建4f系统实际光路，将需要进行处理的两幅图像放在输入平面上沿光轴对称的位置上，超表面放置在频谱面上，在超表面前、后分别放置起偏器与检偏器，通过调整起偏与检偏的角度来实现图像相加与相减运算及其转换。组成超表面的纳米砖单元结构的基本尺寸都是亚波长量级，可对大尺寸的图像进行相加或相减运算处理，提高了光能利用效率，操作更加简单，切换更加便捷，可控性也更强，且易于加工实现。
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公开(公告)号：CN110335533B
公开(公告)日：2020-05-26
申请号：CN201910532545.X
申请日：2019-06-19
Applicant: 武汉大学
IPC: G09F3/02
Abstract: 本发明属于微纳光学技术领域，公开了一种基于超表面阵列结构的光学信息隐藏方法，包括：确定工作波长，优化纳米砖单元结构的尺寸参数，使工作波长下任意偏振态的偏振光正入射至纳米砖单元结构时，沿纳米砖单元结构的长轴方向振动的线偏振光分量反射率最大，沿短轴方向振动的线偏振光分量透过率最大；将M×N个像素组成的灰度图像的灰度信息编码为M×N个纳米砖单元结构的方向角信息，生成第一方向角矩阵；改变随机选出的n个纳米砖单元结构的方向角，生成第二方向角矩阵；将M×N个尺寸一致、方向角按照第二方向角矩阵排列的纳米砖单元结构等间隔排列，构成超表面阵列结构。本发明通过超表面阵列结构能够实现光学信息的隐藏。
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