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公开(公告)号：CN104538743B
公开(公告)日：2017-11-17
申请号：CN201410827358.1
申请日：2014-12-27
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁波偏振调控技术领域，具体为一种由电磁特异表面构成的宽频THz波片。整块波片制作在硅片衬底上，由底部背散射金属层、介质层以及表面各向异性特异介质层构成。本发明是基于“特异介质”“电磁特异表面”制作的反射型超宽带太赫兹波片，其工作频率为0.45THz到1.15THz。对于频率范围内特定极化角度φ入射的平面线偏振电磁波，其反射波可以以超过95%的效率产生90度极化偏转，且整体能量损耗很小（低于10%）；此外，对于斜入射的不同θ角度（50°以下），其效果略有下降，但仍能在较宽频带范围内达到超高的极化偏转效率。用户可以根据自己的需要制作相应结构波片，另外，可以通过等比例放大缩放结构尺寸来改变波片工作频率。
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公开(公告)号：CN106168688A
公开(公告)日：2016-11-30
申请号：CN201610815676.5
申请日：2016-09-08
Applicant: 复旦大学
CPC classification number: G02B5/008 , G02B6/1226
Abstract: 本发明属于表面等离激元耦合器技术领域，具体为一种圆偏光入射下耦合方向可调的表面等离激元耦合器。本发明耦合器由两个相同结构和大小的本征区域拼接在激发区域的左右两边而组成；本发明利用PB几何相位原理构造出梯度超表面作为激发区域，它对入射圆偏光总波矢的反射相位梯度,从而将入射波变为SW(表面波)；同时设计与激发SW模式相匹配的本征区域，使得激发区域形成的SW能高效的导引到本征区域形成传播SPP。基于几何相位原理的反射相位梯度的方向依赖于入射圆偏光的手性，该装置在SPP耦合方向可调，模拟耦合效率约90%，实验耦合效率约85%，SPP耦合方向的手性依赖性质得以验证。相较传统SPP耦合装置，本发明具有系统简单、效率高、方向可调等优点。
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公开(公告)号：CN115097568B
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202210626701.0
申请日：2022-06-05
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于微纳光学与片上光学技术领域，具体为一种基于超表面的片上光自旋控制型双波导耦合系统。本发明由复合相位超表面和两个SPP波导集合组成；复合相位超表面是由人工原子组成的二维阵列，人工原子是反射式MIM三层构型，上层金属结构层为一圆工字型开口环；两个自由度构造两套相互独立的超表面相位分布，使得超表面在左旋光与右旋光自旋的圆偏振光入射下，激发SPP，并把它们聚焦到左右两个不同位置的焦点上；本发明以复合相位超表面作为桥梁，将入射光高效地转化为聚焦的SPP并耦合进入光波导，并通过切换入射光的自旋，实现耦合波导的切换；本发明为片上光学器件的耦合与激发提供了一种高效率、可调节、易集成的实现方案。
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公开(公告)号：CN110568624B
公开(公告)日：2021-06-04
申请号：CN201910755863.2
申请日：2019-08-15
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于特异介质技术领域，具体为一种基于角度色散原理的偏振转化装置。本发明偏振转化装置由M‑I‑M结构和旋转器组成；M‑I‑M结构中，上层金属层是超表面阵列；旋转器由基座、平移装置和样品台组成；样品台具有垂直方向和水平方向的调节螺母，通过旋转螺母可以改变入射光照射到样品上的角度；通过调节单元与单元之间的耦合，实现材料对于不同入射角的电磁波产生不同的响应，包括在线偏振入射情况下，对于不同入射角的入射光，出射光转化为对应的线偏光、椭偏光、圆偏光。本发明采用金属共振结构，利用平面电磁共振来剧烈地调控电磁波的相位变化，在亚波长尺度下也可以自由地调控电磁波；而且结构简单，厚度大大减少。
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公开(公告)号：CN110568624A
公开(公告)日：2019-12-13
申请号：CN201910755863.2
申请日：2019-08-15
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于特异介质技术领域，具体为一种基于角度色散原理的偏振转化装置。本发明偏振转化装置由M-I-M结构和旋转器组成；M-I-M结构中，上层金属层是超表面阵列；旋转器由基座、平移装置和样品台组成；样品台具有垂直方向和水平方向的调节螺母，通过旋转螺母可以改变入射光照射到样品上的角度；通过调节单元与单元之间的耦合，实现材料对于不同入射角的电磁波产生不同的响应，包括在线偏振入射情况下，对于不同入射角的入射光，出射光转化为对应的线偏光、椭偏光、圆偏光。本发明采用金属共振结构，利用平面电磁共振来剧烈地调控电磁波的相位变化，在亚波长尺度下也可以自由地调控电磁波；而且结构简单，厚度大大减少。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110275327A
公开(公告)日：2019-09-24
申请号：CN201910552586.5
申请日：2019-06-25
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁特异介质超表面技术领域，具体为圆偏光入射下手性依赖的表面等离激元波前调控器。本发明的耦合调控器由激发区域和拼接在激发区域左右两侧的结构相同的两个本征区域组成；对于圆偏光能实现SPP高效率耦合的同时实现对SPP波前手性依赖的调控；对于圆偏光为左旋情形，对SPP波面实现点聚焦调控；对于圆偏光为右旋情形，对SPP波面实现波束偏折调控；其中原胞为“金属微结构/电介质/金属衬底”三明治结构，所述本征区域，为“电介质/金属衬底结构”。本发明具有结构简单、功能集成、超高效率、波前独立可调等众多优点，对基于芯片上的近场调控具有巨大的应用潜力。
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公开(公告)号：CN105161858A
公开(公告)日：2015-12-16
申请号：CN201510654641.3
申请日：2015-10-10
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于反射体系技术领域，具体为一种基于可调超表面的圆极化旋向调控器及其设计方法。本发明的圆极化旋向调控器主要由上层微带导带层、中层电介质板和下层金属接地板组成；上层微带导带层为电刷结构，主要由圆形电谐振（ELC）结构、偏置电路和PIN二级管组成，圆形ELC结构由上下半圆弧臂、圆弧中间开口、中心垂直臂和缝隙组成。本发明通过控制PIN管的通、断，圆极化旋向调控器实现旋向转换到旋向保持功能的切换，旋向杂化到旋向保持功能的切换。本发明将两种或多种功能器件集成在一个板子上，降低了制作成本，提高了效率和复用性，且不需要多层扭转手性结构即可实现，具有结构简单、体积小、损耗低、频带宽和重量轻等优良特性。
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公开(公告)号：CN118655712A
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202410691778.5
申请日：2024-05-30
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于太赫兹超构表面技术领域，具体为基于太赫兹超构表面实现表面波辐射的高阶矢量涡旋光系统。本发明的高阶矢量涡旋光系统由电磁几何相位超构表面区域和表面波本征区域拼接组成；超构表面区域由三明治构型(长方形金属微结构‑介质薄膜‑金属薄膜)的原胞旋转排列组成；按照2╳2的复式原胞对超构表面进行划分，棋盘格主对角线上的原胞产生左旋圆偏振态的+1阶贝塞尔光束，棋盘格副对角线上的原胞产生右旋圆偏振态的‑1阶贝塞尔光束，且两者相位差为180度。本征区域由石英和金属薄膜组成。与传统耦合系统相比，本发明解决了多模式、低效率和光场偏振态单一等问题，利用耦合系统的多自由度弥补了太赫兹领域调控电磁波能力的不足。
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公开(公告)号：CN118539171A
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410758068.X
申请日：2024-06-13
Applicant: 复旦大学
Abstract: 本发明属于电磁超表面技术领域，具体为一种基于几何相位梯度超表面的片上慢波系统。本发明慢波系统由超表面耦合器、慢波超表面和超表面解耦合器组成；超表面耦合器和超表面解耦合器是由I字型金属微结构/介质薄膜/金属薄膜的三明治结构单元在二维平面延拓构成的阵列，实现将远场传输波高效耦合成片上的表面波并进行慢波调制，并最终将表面波高效反耦合回传输波。慢波超表面由周期性金属线栅/介质薄膜/金属薄膜的三明治结构组成，实现对表面波群速度渐变调控并达到时间延迟的目的。与传统慢波系统相比，本发明解决了作用距离和延迟时间短、体系复杂、低效率等问题，可显著提升系统性能。
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公开(公告)号：CN115079342B
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202210658638.9
申请日：2022-06-11
Applicant: 复旦大学
IPC: G02B6/122
Abstract: 本发明属于光场调控与光芯片技术领域，具体为一种基于几何相位超表面的表面等离激元片上光学器件耦合系统。本发明系统由SPP激发聚焦超表面和片上光学器件两个部分集合组成；首先根据几何相位原理，设计具有近似完美半波片性质的几何相位人工原子，并利用该人工原子进行空间旋转，排列成两维相位梯度超表面，使其将入射圆偏振光高效耦合为聚焦SPP；然后设计SPP片上波导，使其结构端面位于SPP聚焦点处，最终实现入射光高效耦合进SPP波导并进行传输调控。本发明是通过用激发光照射超表面，把三维激发光高效地耦合为二维的聚焦SPP并传输到远离激发光的位置，再高效耦合进入SPP波导中，具有高效率、高集成、无背景散射等优点。
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