本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種光束偏折超表面及量子傳感器，光束偏折超表面包括超表面陣列，超表面陣列包括超表面單元；超表面單元包括襯底單元塊和銅圓環(huán)；在任一個(gè)超表面陣列中，銅圓環(huán)的外徑均相等，通過(guò)改變銅圓環(huán)的內(nèi)徑以改變對(duì)應(yīng)的超表面單元的透射相位。本發(fā)明專利技術(shù)中的光束偏折超表面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于量子傳感器中經(jīng)常用到的耦合光和探測(cè)光起到調(diào)控作用，避免探測(cè)光出射時(shí)受到耦合光影響，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光束偏折超表面的造價(jià)成本較低，使得量子傳感器具有較為廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景；由于銅圓環(huán)是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得其具有偏振無(wú)關(guān)性；對(duì)于探測(cè)光和耦合光來(lái)說(shuō)，光束偏折超表面的透射率均保持在90％以上，保證所需光信號(hào)的高效傳輸。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及超表面，具體而言，涉及一種光束偏折超表面及量子傳感器。
技術(shù)介紹
1、近年來(lái)，基于里德堡原子的微波場(chǎng)測(cè)量技術(shù)迅速發(fā)展，為微波電場(chǎng)的精密測(cè)量帶來(lái)了新的技術(shù)，量子傳感器則是基于里德堡原子的電磁感應(yīng)透明效應(yīng)和autler-townes分裂，可以對(duì)微波電場(chǎng)進(jìn)行自校準(zhǔn)、可溯源測(cè)量，并且可覆蓋超寬的頻率范圍。但是傳統(tǒng)量子傳感器需要多個(gè)分立的光電器件才能激發(fā)光路，需確保耦合光和探測(cè)光在原子氣室中對(duì)向傳輸，耦合光也會(huì)對(duì)探測(cè)光產(chǎn)生一定影響，需要經(jīng)過(guò)一定處理才能對(duì)探測(cè)光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，其構(gòu)建過(guò)程復(fù)雜且及其結(jié)構(gòu)占用空間，也將面對(duì)高昂的造價(jià)成本，導(dǎo)致量子傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景受限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的在于提供一種光束偏折超表面，以解決現(xiàn)有技術(shù)中量子傳感器中的耦合光導(dǎo)致探測(cè)光不易被檢測(cè)、為實(shí)現(xiàn)探測(cè)光檢測(cè)所構(gòu)建的過(guò)程復(fù)雜、結(jié)構(gòu)占用空間、成本較高昂等技術(shù)問(wèn)題中的至少一個(gè)。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種光束偏折超表面，包括超表面陣列，多個(gè)所述超表面陣列沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向排列，所述超表面陣列包括超表面單元，多個(gè)所述超表面單元沿第一方向排列；所述超表面單元包括襯底單元塊和刻蝕在所述襯底單元塊上的銅圓環(huán)；在任一個(gè)所述超表面陣列中，所述銅圓環(huán)的外徑均相等，通過(guò)改變所述銅圓環(huán)的內(nèi)徑以改變對(duì)應(yīng)的所述超表面單元的透射相位，所述超表面單元的透射相位沿第一方向逐個(gè)等差遞增以將一個(gè)周期2π均分。
3、進(jìn)一步地，所述襯底單元塊為環(huán)氧樹(shù)脂材質(zhì)。
>4、進(jìn)一步地，所述銅圓環(huán)的折射率為0.98～1.1。5、進(jìn)一步地，所述襯底單元塊的折射率為2.01～2.17。
6、進(jìn)一步地，所述襯底單元塊相鄰之間一體連接。
7、進(jìn)一步地，相鄰所述銅圓環(huán)之間不接觸，且相鄰所述銅圓環(huán)之間的圓心間距相等。
8、進(jìn)一步地，在任一個(gè)所述超表面陣列中，所述超表面單元的透射相位沿第一方向依次為π/4，π/2，3π/4，π，5π/4，3π/2，7π/4，2π。
9、本專利技術(shù)還提供了一種量子傳感器，包括探測(cè)光組件、耦合光組件、光電探測(cè)器、原子氣室以及所述的光束偏折超表面，所述原子氣室具有第一端和第二端，所述探測(cè)光組件發(fā)射出的探測(cè)光從所述第一端入射并從所述第二端出射，所述光束偏折超表位于所述第二端和所述光電探測(cè)器之間，所述耦合光組件發(fā)射出的耦合光偏折入射至所述光束偏折超表面并垂直出射向所述第二端，所述探測(cè)光與所述耦合光在所述原子氣室中反向共線，所述第二端出射的所述探測(cè)光垂直入射至所述光束偏折超表面并垂直出射向所述光電探測(cè)器。
10、進(jìn)一步地，所述耦合光的波長(zhǎng)為452nm，所述探測(cè)光的波長(zhǎng)為785nm。
11、進(jìn)一步地，所述光束偏折超表面設(shè)置于所述第二端的外壁上。
12、本專利技術(shù)中的光束偏折超表面，通過(guò)改變銅圓環(huán)的內(nèi)徑對(duì)于452nm波長(zhǎng)的光實(shí)現(xiàn)相位調(diào)控，而垂直入射的785nm波長(zhǎng)的光仍能垂直出射，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于452nm波長(zhǎng)的光偏折調(diào)控以及對(duì)于785nm波長(zhǎng)的光高效透射的功能，對(duì)于量子傳感器中經(jīng)常用到的耦合光(波長(zhǎng)通常為452nm)和探測(cè)光(波長(zhǎng)通常為785nm)起到調(diào)控作用，這樣的效果有利于量子傳感器中避免探測(cè)光出射時(shí)受到耦合光影響，便于量子傳感器中探測(cè)光信號(hào)的檢測(cè)及后續(xù)處理，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光束偏折超表面的造價(jià)成本較低，使得采用光束偏折超表面后的量子傳感器具有較為廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景；由于銅圓環(huán)是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得其具有偏振無(wú)關(guān)性；另外，對(duì)于探測(cè)光和耦合光來(lái)說(shuō)，隨著銅圓環(huán)內(nèi)徑的改變光束偏折超表面的透射率均保持在90％以上，保證量子傳感器中所需光信號(hào)的高效傳輸。
13、本專利技術(shù)中的量子傳感器采用了上述的光束偏折超表面，光束偏折超表面通過(guò)改變銅圓環(huán)的內(nèi)徑對(duì)于452nm波長(zhǎng)的光實(shí)現(xiàn)相位調(diào)控，而垂直入射的785nm波長(zhǎng)的光仍能垂直出射，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于452nm波長(zhǎng)的光偏折調(diào)控以及對(duì)于785nm波長(zhǎng)的光高效透射的功能，對(duì)于量子傳感器中經(jīng)常用到的耦合光(波長(zhǎng)通常為452nm)和探測(cè)光(波長(zhǎng)通常為785nm)起到調(diào)控作用，這樣的效果有利于量子傳感器中避免探測(cè)光出射時(shí)受到耦合光影響，便于量子傳感器中探測(cè)光信號(hào)的檢測(cè)及后續(xù)處理，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光束偏折超表面的造價(jià)成本較低，使得采用光束偏折超表面后的量子傳感器具有較為廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景；由于銅圓環(huán)是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使得其具有偏振無(wú)關(guān)性；另外，對(duì)于探測(cè)光和耦合光來(lái)說(shuō)，隨著銅圓環(huán)內(nèi)徑的改變光束偏折超表面的透射率均保持在90％以上，保證量子傳感器中所需光信號(hào)的高效傳輸。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種光束偏折超表面，其特征在于，包括超表面陣列，多個(gè)所述超表面陣列沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向排列，所述超表面陣列包括超表面單元，多個(gè)所述超表面單元沿第一方向排列；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，所述襯底單元塊為環(huán)氧樹(shù)脂材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，所述銅圓環(huán)的折射率為0.98～1.1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，所述襯底單元塊的折射率為2.01～2.17。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，所述襯底單元塊相鄰之間一體連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，相鄰所述銅圓環(huán)之間不接觸，且相鄰所述銅圓環(huán)之間的圓心間距相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，在任一個(gè)所述超表面陣列中，所述超表面單元的透射相位沿第一方向依次為π/4，π/2，3π/4，π，5π/4，3π/2，7π/4，2π。
8.一種量子傳感器，其特征在于，包括探測(cè)光組件、耦合光組件、光電探測(cè)器、原子氣室以及權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的光束偏折超表面，所述原子氣室具有第一端和第二端，所述探測(cè)光組件發(fā)射出的探測(cè)光從所述第一端入射并從所述第二端出射，所述光束偏折超表位于所述第二端和所述光電探測(cè)器之間，所述耦合光組件發(fā)射出的耦合光偏折入射至所述光束偏折超表面并垂直出射向所述第二端，所述探測(cè)光與所述耦合光在所述原子氣室中反向共線，所述第二端出射的所述探測(cè)光垂直入射至所述光束偏折超表面并垂直出射向所述光電探測(cè)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的量子傳感器，其特征在于，所述耦合光的波長(zhǎng)為452nm，所述探測(cè)光的波長(zhǎng)為785nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的量子傳感器，其特征在于，所述光束偏折超表面設(shè)置于所述第二端的外壁上。
...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光束偏折超表面，其特征在于，包括超表面陣列，多個(gè)所述超表面陣列沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向排列，所述超表面陣列包括超表面單元，多個(gè)所述超表面單元沿第一方向排列；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，所述襯底單元塊為環(huán)氧樹(shù)脂材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，所述銅圓環(huán)的折射率為0.98～1.1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，所述襯底單元塊的折射率為2.01～2.17。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，所述襯底單元塊相鄰之間一體連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，相鄰所述銅圓環(huán)之間不接觸，且相鄰所述銅圓環(huán)之間的圓心間距相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束偏折超表面，其特征在于，在任一個(gè)所述超表面陣列中，所述超表面單元的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張殷，羅兵，李國(guó)偉，王俊波，唐琪，肖微，許瀾，熊仕斌，李俊達(dá)，蔣維，胡志鵬，張豪峰，謝志楊，金向朝，陳志平，何子蘭，林雅俐，曾慶輝，陳賢熙，劉少輝，吳焯軍，劉昊，王智嬌，劉崧，李蘭茵，賴艷珊，梁年柏，陳綺琪，王云飛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。