【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光學全息顯示，具體涉及一種基于二氧化釩的動態可調全息超表面。
技術介紹
1、“全息”即光場的振幅和相位信息，全息顯示技術可以完整地記錄和重建全息圖案。在全息術中，利用干涉和衍射原理，可將這些信息記錄在全息板上，并在特定的參考光下還原。
2、光學超表面是由許多亞波長的周期性結構單元組成的，將全息信息逐像素編碼到超表面的結構單元上，可以抑制高階衍射帶來的多重圖像和損耗，進而實現高質量的廣角全息。然而，與大多數光學器件一樣，現有超表面在加工完成后便具有了固定的結構與功能，這意味著其產生的全息圖像無法改變。因此，動態可調超表面的出現，為這一困境提供了轉機。目前現有技術公開的調制方法，包括引入電極、柔性基底及特殊材料如液晶、相變材料、化學活性材料和半導體多量子阱等。由于系統的復雜性與引入的新材料的工作特性，大多可調制超表面都工作在較長的波段。鑒于可見光波段對全息顯示技術的重要性，有必要通過開發更多的調制方法來解決已有方法所受到的波段限制。
3、近年來，在超表面全息方面取得了不錯的成果。申請號為202410056666.2、名稱為“一種基于偏振選擇超表面的雙向全息調制方法”的中國專利申請，實現了全息圖的再現圖像可以只在特定的偏振和傳輸方向對應的加密通道中被觀察到的技術效果。申請號為202410162813.4、名稱為“一種超表面動態彩色全息顯示方法、系統、設備及介質”的中國專利申請，其技術方案從理論層面能夠還原相位信息并且能夠實現大視場角全息顯示的功能。但目前的超表面全息研究中，對于實際超表面材料的應用
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種基于二氧化釩的動態可調全息超表面，在可見光波段實現了全息圖案，利用相變材料二氧化釩隨溫度變化的特性，通過溫度調控的方法實現了全息超表面可動態調控的特性，有望在可穿戴增強現實設備、智能動態顯示等領域得到應用。
2、本專利技術所提出的技術問題是這樣解決的：
3、一種基于二氧化釩的動態可調全息超表面，包括水平方向周期排布的m×n個全息超表面單元，m和n分別為正整數；全息超表面單元包括基底1和矩形柱2；矩形柱2的下表面與基底1的上表面重合；矩形柱2與基底1在豎直方向同軸，矩形柱2的長邊與基底1的橫向邊呈θ夾角，0°≤θ≤180°；全息超表面單元的周期小于入射光波長；基底1選用材料為硅，矩形柱2選用材料為二氧化釩。
4、進一步的，通過配置各全息超表面單元中的夾角θ實現對全息超表面的相位排布，入射光入射至全息超表面時，得到第一幅目標全息圖案；對全息超表面進行加熱，得到第二幅目標全息圖案。
5、進一步的，配置各全息超表面單元中的夾角θ的過程為：
6、提取超表面單元中夾角θ與單元相位之間的曲線關系；將第一幅目標全息圖案的光場分布代入g-s迭代方法中，得到第一幅目標全息圖案的相位分布；對于各超表面單元，依據其對應位置處的第一幅目標全息圖案的相位分布，從曲線關系中映射得到夾角θ。
7、進一步的，二氧化釩的電導率隨溫度變化，當溫度低于60攝氏度時，二氧化釩材料的電導率<1000s/m，處于絕緣態；當溫度高于60攝氏度時，二氧化釩材料的電導率達到約10000s/m，處于金屬態。
8、進一步的，通過熱電制冷器對全息超表面進行溫度調控，實現第一幅目標全息圖案和第二幅目標全息圖案之間的轉換。
9、本專利技術還提供一種基于二氧化釩的動態可調全息超表面的制備方法，利用電子束蒸發方式在硅基底層上沉積一層二氧化釩；依據夾角θ在二氧化釩層表面旋涂正性光刻膠，曝光得到各全息超表面單元對應的矩形柱圖案；顯影后，利用電感耦合等離子刻蝕機進行干法刻蝕得到各全息超表面單元。
10、本專利技術的有益效果是：
11、本專利技術提供一種基于二氧化釩的動態可調全息超表面，實現溫度控制的動態可調全息超表面，大大提升了全息顯示的靈活性和應用范圍；本專利技術利用二氧化釩在不同溫度下電導率的顯著差異的特性，使得全息圖案的對比度和分辨率得以提升，顯示效果優異；本專利技術有助于可穿戴增強現實、智能動態顯示等設備的實現，同時采用標準半導體工藝，工藝技術成熟，制造成本低，便于大規模制造。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種基于二氧化釩的動態可調全息超表面，其特征在于，包括水平方向周期排布的M×N個全息超表面單元，M和N分別為正整數；全息超表面單元包括基底(1)和矩形柱(2)；矩形柱(2)的下表面與基底(1)的上表面重合；矩形柱(2)與基底(1)在豎直方向同軸，矩形柱(2)的長邊與基底(1)的橫向邊呈θ夾角，0°≤θ≤180°；全息超表面單元的周期小于入射光波長；基底(1)選用材料為硅，矩形柱(2)選用材料為二氧化釩。
2.根據權利要求1所述的基于二氧化釩的動態可調全息超表面，其特征在于，通過配置各全息超表面單元中的夾角θ實現對全息超表面的相位排布，入射光入射至全息超表面時，得到第一幅目標全息圖案；對全息超表面進行加熱，得到第二幅目標全息圖案。
3.根據權利要求2所述的基于二氧化釩的動態可調全息超表面，其特征在于，配置各全息超表面單元中的夾角θ的過程為：
4.根據權利要求1所述的基于二氧化釩的動態可調全息超表面，其特征在于，二氧化釩的電導率隨溫度變化，當溫度低于60攝氏度時，二氧化釩材料的電導率<1000S/m，處于絕緣態；當溫度高于60攝氏度時，二
5.根據權利要求2所述的基于二氧化釩的動態可調全息超表面，其特征在于，通過熱電制冷器對全息超表面進行溫度調控，實現第一幅目標全息圖案和第二幅目標全息圖案之間的轉換。
6.一種基于二氧化釩的動態可調全息超表面的制備方法，用于制備權利要求1所述全息超表面，其特征在于，利用電子束蒸發方式在硅基底層上沉積一層二氧化釩；依據夾角θ在二氧化釩層表面旋涂正性光刻膠，曝光得到各全息超表面單元對應的矩形柱圖案；顯影后，利用電感耦合等離子刻蝕機進行干法刻蝕得到各全息超表面單元。
...【技術特征摘要】
1.一種基于二氧化釩的動態可調全息超表面，其特征在于，包括水平方向周期排布的m×n個全息超表面單元，m和n分別為正整數；全息超表面單元包括基底(1)和矩形柱(2)；矩形柱(2)的下表面與基底(1)的上表面重合；矩形柱(2)與基底(1)在豎直方向同軸，矩形柱(2)的長邊與基底(1)的橫向邊呈θ夾角，0°≤θ≤180°；全息超表面單元的周期小于入射光波長；基底(1)選用材料為硅，矩形柱(2)選用材料為二氧化釩。
2.根據權利要求1所述的基于二氧化釩的動態可調全息超表面，其特征在于，通過配置各全息超表面單元中的夾角θ實現對全息超表面的相位排布，入射光入射至全息超表面時，得到第一幅目標全息圖案；對全息超表面進行加熱，得到第二幅目標全息圖案。
3.根據權利要求2所述的基于二氧化釩的動態可調全息超表面，其特征在于，配置各全息超表面單元中的夾角θ的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：歐海燕，徐瑞蔚，沈旭棟，郎婷婷，金風陽，
申請(專利權)人：電子科技大學深圳高等研究院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。