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公开(公告)号：CN114609710A
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202210142626.0
申请日：2022-02-16
Abstract: 本发明属于表面等离激元调控技术领域，具体为一种表面等离激元奇异折射与反射调控结构及其设计方法。本发明调控结构由具有不同等离子体共振频率的金属纳米薄膜对接而成。借助金属薄膜两侧SPP的电磁耦合，可以在工作频率处同时支持具有正群速度和负群速度两种不同的SPP模式，通过与另一块只支持正群速度SPP模式的金属薄膜对接，在两者界面处实现奇异折射与反射现象。现有技术中人们通常需要设计复杂人工亚波长微纳结构才能实现SPP奇异反射和折射效应，本发明结构只需采用天然均匀金属材料制成纳米薄膜即可，具有设计简单、易于制备、效应丰富等优势，有望应用于光学传感、光学超分辨，增强光与物质相互作用等微纳光学领域。
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公开(公告)号：CN114628910A
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202210142609.7
申请日：2022-02-16
IPC: H01Q15/00
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超表面的近场表面波远场复杂波前耦合器，由几何相位超表面和表面波本征区域拼接组成。超表面区域由具有二重旋转对称人工超构单元组成，通过设计其几何尺寸和旋转其方位角度，实现理论设计的辐射振幅和辐射相位分布；所述本征区域是由介质薄膜和金属薄膜组成的双层结构；该耦合器中心工作频率为12GHz,具有宽频特性，并且可以推广到其他频段。当表面波从本征区域传输至超表面区域时，不同位置处的人工微结构作为次波源可以在远场辐射出具有任意复杂波前分布的圆偏振电磁波，解决了传统耦合器在远场辐射调控中存在的非亚波长调控、多模式、效率低等难题。
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公开(公告)号：CN114628910B
公开(公告)日：2024-12-06
申请号：CN202210142609.7
申请日：2022-02-16
IPC: H01Q15/00
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超表面的近场表面波远场复杂波前耦合器，由几何相位超表面和表面波本征区域拼接组成。超表面区域由具有二重旋转对称人工超构单元组成，通过设计其几何尺寸和旋转其方位角度，实现理论设计的辐射振幅和辐射相位分布；所述本征区域是由介质薄膜和金属薄膜组成的双层结构；该耦合器中心工作频率为12GHz,具有宽频特性，并且可以推广到其他频段。当表面波从本征区域传输至超表面区域时，不同位置处的人工微结构作为次波源可以在远场辐射出具有任意复杂波前分布的圆偏振电磁波，解决了传统耦合器在远场辐射调控中存在的非亚波长调控、多模式、效率低等难题。
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公开(公告)号：CN114609710B
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202210142626.0
申请日：2022-02-16
Abstract: 本发明属于表面等离激元调控技术领域，具体为一种表面等离激元奇异折射与反射调控结构及其设计方法。本发明调控结构由具有不同等离子体共振频率的金属纳米薄膜对接而成。借助金属薄膜两侧SPP的电磁耦合，可以在工作频率处同时支持具有正群速度和负群速度两种不同的SPP模式，通过与另一块只支持正群速度SPP模式的金属薄膜对接，在两者界面处实现奇异折射与反射现象。现有技术中人们通常需要设计复杂人工亚波长微纳结构才能实现SPP奇异反射和折射效应，本发明结构只需采用天然均匀金属材料制成纳米薄膜即可，具有设计简单、易于制备、效应丰富等优势，有望应用于光学传感、光学超分辨，增强光与物质相互作用等微纳光学领域。
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公开(公告)号：CN105785601B
公开(公告)日：2019-02-26
申请号：CN201610211830.8
申请日：2016-04-07
Applicant: 复旦大学
IPC: G02F1/01
Abstract: 本发明属于电磁调控技术领域，具体为一种基于超表面透射几何贝尔相位的高效微波涡旋光激发装置。本发明包括入射模块、转换模块和接收模块；其中：入射模块使用时域门技术，由圆极化喇叭以脉冲形式将右旋（左旋）圆偏振平面光垂直入射到超表面；转换模块为具有完美透射频率窗口的“旋转结构”电磁特异介质超表面，通过“旋转结构”的几何贝尔相位，实现透射模值和透射相位解锁，在保持高效透射模值的情况下，对透射相位进行纯调控，设计超表面的几何贝尔相位宏观序为螺旋梯度，并嵌入到透射光中，从而产生高效涡旋光。本发明相比传统的涡旋光激发装置具有透射效率更高、厚度更薄的优点，适用于未来的集成光学领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104638329B
公开(公告)日：2017-10-20
申请号：CN201510032231.5
申请日：2015-01-22
Applicant: 复旦大学
IPC: H01P5/18
Abstract: 本发明属于电子器件技术领域，具体为一种基于特异界面的表面等离激元的耦合器。本发明耦合器包括：一特异界面，一传播板；所述特异界面用于调控平面波的透射相位，其相位随空间坐标变化；并把平面波转化为表面波；该特异界面是由超晶格阵列组合而成的电磁共振ABA体系，每个超晶格包括按顺序排列的特定设计的五个共振单元，五个共振单元覆盖0度到360度的相位周期；所述传播板是一块支持spoof‑SPP传播的介质板，传播板通过近场耦合，把特异界面上的表面波转化为传播板上的表面等离激元。该耦合器工作频率为9.2GHz，其能量转化率理论预期值为94%，实验测量值为78%。整个耦合器空间占用小，转化效率高，能为SPP的各种进阶应用提供巨大的方便。
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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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公开(公告)号：CN115097568A
公开(公告)日：2022-09-23
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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