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公开(公告)号：CN110262032B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN201910540868.3
申请日：2019-06-21
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种利用超表面相位调制的高对比度望远镜。将超表面作为位相掩模板加入到天文望远镜系统中，其中超表面由沿径向排列的纳米柱单元以及衬底组成，每个纳米柱的旋转角度由径向旋转角以及轴向旋转角两部分构成，利用几何相位原理对入射在衬底上的圆偏光实现相位调制产生能量集中在光束外围的涡旋光束，并通过在成像透镜前的里奥光阑遮挡作用实现消除该部分能量的目的，同时该超表面位相掩模板则不会对斜入射的光产生影响。从而能够在消除正入射的恒星光的同时很好地对斜入射的行星光进行成像，实现高对比度的望远镜系统。本发明在行星的观测和分辨、空间目标观测、望远镜的小型化和紧凑化以及超表面的应用等方面具有重要价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111290063A
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN201911333091.X
申请日：2019-12-23
Applicant: 南开大学
IPC: G02B5/18
Abstract: 本发明公开了一种复振幅调制的介质-金属双层超表面。该超表面的设计步骤包括：步骤1，选择合适的材料。步骤2，选择可见光范围内任一波长为工作波长，入射光为线偏振光且为垂直入射，并确定响应单元的周期。步骤3，用等效介质理论初步设计类亚波长金属光栅的结构参数，并用时域有限差分的方法模拟优化结构参数使得入射光的振幅透过率最大。步骤4，改变该结构与入射的线偏振光之间的夹角，计算振幅透过率。步骤5，确定介质纳米柱的高度，固定类亚波长金属光栅与入射线偏光的夹角为0～90°等间距的一系列值，扫描该响应单元产生的相位突变。发明提供了一种新的复振幅调制超表面，能广泛应用于光束整形和三维全息等领域。
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公开(公告)号：CN111812830A
公开(公告)日：2020-10-23
申请号：CN202010775235.3
申请日：2020-08-05
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种偏振不敏感的反射式超表面聚光器。包括：超表面聚光器、接收器、液体工质入口和出口。其中超表面聚光器的设计过程包括以下几个步骤：1、根据设计波长选用合理的响应单元结构。2、利用时域有限差分的方法扫描响应单元的结构参数，实现最大透过率和2π的相位覆盖。3、计算超表面反射式聚光器每个位置上所需求的相位，映射为响应单元结构尺寸。4、用时域有限差分的方法计算反射式超表面聚光器的聚光比和能量利用率。反射式超表面聚光器无需额外的机械装置跟踪太阳光入射的角度，此外其高能量利用率、高聚光比有望突破当前高倍聚光光热产业的科学瓶颈。
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公开(公告)号：CN110262032A
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201910540868.3
申请日：2019-06-21
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种利用超表面相位调制的高对比度望远镜。将超表面作为位相掩模板加入到天文望远镜系统中，其中超表面由沿径向排列的纳米柱单元以及衬底组成，每个纳米柱的旋转角度由径向旋转角以及轴向旋转角两部分构成，利用几何相位原理对入射在衬底上的圆偏光实现相位调制产生能量集中在光束外围的涡旋光束，并通过在成像透镜前的里奥光阑遮挡作用实现消除该部分能量的目的，同时该超表面位相掩模板则不会对斜入射的光产生影响。从而能够在消除正入射的恒星光的同时很好地对斜入射的行星光进行成像，实现高对比度的望远镜系统。本发明在行星的观测和分辨、空间目标观测、望远镜的小型化和紧凑化以及超表面的应用等方面具有重要价值。
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公开(公告)号：CN112269963A
公开(公告)日：2021-01-26
申请号：CN202011159874.3
申请日：2020-10-27
Applicant: 南开大学
IPC: G06F17/10
Abstract: 一种多项式拟合的纳米随机表面光学特性快速预测算法。该方法以电化学制备纳米随机表面为基础，以衬底材料和加工条件(反应温度、直流电压、电解液种类和浓度以及加工时间)作为输入，纳米随机表面的微观形貌结构参数和反射光谱为输出组成一一对应的数据库，构建以输入条件组合的多项式模型。该模型不但能预测纳米随机表面的微观形貌结构参数，还可以预定纳米随机表面的微观形貌结构逆向求解输入条件。本发明可以大大节省随机纳米功能材料的设计成本、加工成本和测试成本，在紧凑型光谱仪、吸波材料、电磁隔离材料、仿生材料领域具有重要应用价值。
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公开(公告)号：CN112214719A
公开(公告)日：2021-01-12
申请号：CN202011160881.5
申请日：2020-10-27
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种利用级联深度神经网络的介质超表面逆向设计算法。该方法包括以下几个步骤：步骤1，选择工作波段和超表面响应单元介质材料，随机生成若干个介质超表面响应单元，用时域有限差分的方法计算每个响应单元的电磁响应，形成一一对应的数据库。步骤2，搭建级联的深度神经网络。步骤3，利用包含结构信息的图片作为输入，电磁响应为输出训练级联深度神经网络的正向网络。步骤4，训练自编码器用于包含结构信息图片的降维和特征提取。步骤5，测试级联深度神经网络的性能和泛化能力。本发明可应用于介质超表面响应单元透射谱的快速预测和针对性的逆向设计，大大节省设计的时间成本和计算力。
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