相位调控的超材料体、装置及对辐射的调制方法制造方法及图纸

本公开涉及一种相位调控的超材料体、装置及对辐射的调制方法。其中的超材料体，包括光波导，通过对光波导施加激励，使光波导产生应力，从而使光波导产生相位变化，并且能够对入射辐射进行调制。其中的装置包括光波导和驱动装置；驱动装置用于对光波导施加应力，其中的对辐射的调制方法，包括提供光波导，用于接收并调制入射辐射，形成调制后的出射辐射；对光波导施加应力，改变其对于入射辐射中沿应力方向偏振的部分辐射的介电常数，从而改变对于入射辐射的折射率和/或相位周期。上述装置和方法，通过直接对光波导施加扭力，无需借助依赖半导体工艺的纳米结构，就可以实现对入射辐射的调制，该调制基于扭力施加的程度不同，可以是动态可调的。是动态可调的。是动态可调的。

【技术实现步骤摘要】
相位调控的超材料体、装置及对辐射的调制方法


[0001]本公开涉及光学
，具体地，本公开涉及一种相位调控的超材料体、装置以及一种基于相同技术思想的对辐射的调制方法。

技术介绍

[0002]当前的偏振相关超表面是基于PB Phase原理，对于特定入射偏振态的光施加额外相位，其相位的改变与光轴方向相关，所以通过设置纳米结构的旋向，改变光轴，从而改变施加的相位，实现类似于聚焦等功能，所以其是在基底上生长旋向随空间坐标变化的纳米结构来实现。这种借助于纳米结构实现超表面的方法加工起来还需半导体工艺加工，较为复杂，并且难以实现可动态调节的技术效果。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本公开第一方面提供了一种相位调控的超材料体，这种超材料体包括光波导，其中，通过对光波导施加激励，使光波导产生应力，从而使所述光波导产生相位变化，并且能够对入射辐射进行调制。
[0004]可选地，所述对光波导施加激励包括：对光波导施加机械力或磁力使其扭转；或者通过辐射改变光波导温度使其产生内应力。
[0005]本公开第二方面提供了一种相位调控的装置，包括如前述第一方面提供的超材料体，以及驱动装置；
[0006]其中，所述驱动装置用于对所述超材料体施加激励，以使所述超材料体产生相位分布，并且能够对入射辐射进行调制。
[0007]可选地，所述超材料体的至少一个有辐射经过的表面设置有结构单元，所述结构单元的顶点和/或中心设置有纳米结构；其中
[0008]基于所述结构单元与所述纳米结构的几何参数和/或相位排布，以及所述超材料体受应力产生的相位变化，所述超材料体能够对入射辐射进行多次调制。
[0009]可选地，所述超材料体截面为圆形，并且所述驱动装置能够沿垂直于所述圆形半径的方向对所述超材料体施加扭力。
[0010]可选地，所述超材料体的两个相对表面均设置有结构单元和组成所述结构单元的纳米结构。
[0011]可选地，所述超材料体包括光纤纤芯。
[0012]可选地，所述超材料体能够在扭力的作用下由各向同性介质变为各向异性介质。
[0013]可选地，所述超材料体的相位周期与其扭转角度呈负相关。
[0014]可选地，所述超材料体在扭力的作用下，能够将入射辐射调制为多个特定偏振辐射，并且所述多个特定偏振辐射具有不同的折射率。
[0015]可选地，所述多个特定偏振辐射的折射率沿径向变化，且与所述超材料体截面半径正相关。
[0016]可选地，驱动装置能够产生作用于所述超材料体的辐射，并通过所述辐射调节所述超材料体产生的相位分布。
[0017]基于相同的技术构思，本公开第三方面提供一种对辐射的调制方法，这种方法包括：
[0018]提供光波导，用于接收并调制入射辐射，形成调制后的出射辐射；
[0019]对所述光波导施加应力，改变其对于：
[0020]所述入射辐射中沿所述应力方向偏振的部分辐射
[0021]的介电常数，从而改变所述光波导对于入射辐射的折射率和/或相位周期。
[0022]可选地，对所述光波导施加扭力，使所述光波导从各向同性介质变为各向异性介质，从而改变对于入射辐射的折射率，进而形成所述出射辐射的相位变化。
[0023]可选地，还包括在所述光波导的至少一个表面构建由纳米结构组成的结构单元，以对所述入射辐射进行多次调制。
[0024]本公开的上述技术方案，至少能够实现如下有益效果：
[0025]通过直接对光波导施加扭力，可以无需借助依赖半导体工艺的纳米结构，就可以实现对入射辐射的调制，并且，该调制基于扭力施加的程度不同，可以是动态可调的。
[0026]进一步地，还可以应用于扁平形状的光波导，并且在其表面构成纳米结构以形成超表面，实现对偏振态的二次调制。其兼容现有光学系统，包括超表面光学系统和传统光学系统。
附图说明
[0027]所包括的附图用于提供本申请的进一步理解，并且被并入本说明书中构成本说明书的一部分。附图示出了本申请的实施方式，连同下面的描述一起用于说明本申请的原理。
[0028]图1示出了本公开实施例提供的光波导的一种形式(圆柱体)，并且表示出其受力方向和形变；
[0029]图2示出了本公开实施例提供的光波导受扭力后的扭转角度、及所受扭力的正交分量示意；
[0030]图3为本公开实施例提供的光波导受扭力后的折射率椭球图；
[0031]图4为本公开实施例提供的光波导受扭力后的相位变化示意图，其中左图为施加扭力前，右图为施加扭力后；
[0032]图5为本公开的一个可选实施例中，能够对入射辐射二次调制的光波导装置示意图；
[0033]图6为本公开可选实施例中涉及的结构单元示意图；
[0034]图7为本公开可选实施例中涉及的纳米结构示意图。
[0035]图中附图标记分别表示：
[0036]1光波导，2纳米结构。
具体实施方式
[0037]现将在下文中参照附图更全面地描述本申请，在附图中示出了各实施方式。然而，本申请可以以许多不同的方式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，这
些实施方式被提供使得本申请将是详尽的和完整的，并且将向本领域技术人员全面传达本申请的范围。通篇相同的附图标记表示相同的部件。再者，在附图中，为了清楚地说明，部件的厚度、比率和尺寸被放大。
[0038]本文使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而非旨在成为限制。除非上下文清楚地另有所指，否则如本文使用的“一”、“一个”、“该”和“至少之一”并非表示对数量的限制，而是旨在包括单数和复数二者。例如，除非上下文清楚地另有所指，否则“一个部件”的含义与“至少一个部件”相同。“至少之一”不应被解释为限制于数量“一”。“或”意指“和/或”。术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或更多个的任何和全部组合。
[0039]除非另有限定，否则本文使用的所有术语，包括技术术语和科学术语，具有与本领域技术人员所通常理解的含义相同的含义。如共同使用的词典中限定的术语应被解释为具有与相关的技术上下文中的含义相同的含义，并且除非在说明书中明确限定，否者不在理想化的或者过于正式的意义上将这些术语解释为具有正式的含义。
[0040]“包括”或“包含”的含义指明了性质、数量、步骤、操作、部件、部件或它们的组合，但是并未排除其他的性质、数量、步骤、操作、部件、部件或它们的组合。
[0041]本文参照作为理想化的实施方式的截面图描述了实施方式。从而，预见到作为例如制造技术和/或公差的结果的、相对于图示的形状变化。因此，本文描述的实施方式不应被解释为限于如本文示出的区域的具体形状，而是应包括因例如制造导致的形状的偏差。例如，被示出或描述为平坦的区域可以典型地具有粗糙和/或非线性特征。而且，所示出的锐角可以被倒圆。因此，图中所示的区域在本质上是示意性的，并且它们的形状并非旨在示出区域的精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相位调控的超材料体，其特征在于，包括光波导，其中，通过对光波导施加激励，使光波导产生应力，从而使所述光波导产生相位变化，并且能够对入射辐射进行调制。2.根据权利要求1所述的相位调控的超材料体，其特征在于，所述对光波导施加激励包括：对光波导施加机械力或磁力使其扭转；或者通过辐射改变光波导温度使其产生内应力。3.一种相位调控的装置，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的超材料体，以及驱动装置；其中，所述驱动装置用于对所述超材料体施加激励，以使所述超材料体产生相位分布，并且能够对入射辐射进行调制。4.根据权利要求3所述的相位调控的装置，其特征在于，所述超材料体的至少一个有辐射经过的表面设置有结构单元，所述结构单元的顶点和/或中心设置有纳米结构；其中基于所述结构单元与所述纳米结构的几何参数和/或相位排布，以及所述超材料体受应力产生的相位变化，所述超材料体能够对入射辐射进行多次调制。5.根据权利要求3或4所述的相位调控的装置，其特征在于，所述超材料体截面为圆形，并且所述驱动装置能够沿垂直于所述圆形半径的方向对所述超材料体施加扭力。6.根据权利要求4所述的相位调控的装置，其特征在于，所述超材料体的两个相对表面均设置有结构单元和组成所述结构单元的纳米结构。7.根据权利要求5所述的相位调控的装置，其特征在于，所述超材料体包括光纤纤芯。8.根据权利要求3或4或6或7所述的相位调控的装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭凤泽，朱瑞，郝成龙，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：