买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：苏州大学

摘要：本发明涉及一种宽波段复合超表面光栅及其设计方法，涉及光栅技术领域。本发明提供了一种寻找合适的材料组合，并将光栅一维二元化或二维二元化设计成为宽波段高衍射效率低偏振敏感闪耀光栅的方法，此方法同时适用于透射式和反射式的光栅设计，能够实现在宽波段的高衍射效率和低偏振敏感度，应用于成像光谱仪能够有效提高光谱仪的测量质量。采用本发明的设计方法得到的二元光栅由纳米栅条或正四棱纳米柱与填充材料组成，与现有的锯齿状结构相比便于制作且制作精度高。

主权项：1.一种宽波段复合超表面光栅的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供一透明基底和设置于所述透明基底上的第一材料，所述第一材料为具有高折射率、高阿贝数的光学材料；S2：设定初始光栅的工作波段并计算所述第一材料与第二材料组合后的积分衍射效率，以所述第一材料与第二材料组合的宽波段积分衍射效率高于90％为条件对所述第二材料进行初步筛选；S3：确定所述初始光栅的高度h；S4：采用有限元法对所述初始光栅的积分衍射效率进行优化，得到一级衍射效率，根据所述初始光栅的高度h调整闪耀波长，以一级衍射效率极小值处和边缘波长处的一级衍射效率差不超过2％且全波段一级衍射效率均高于60％为条件，对所述第二材料进行进一步筛选，并给出满足条件的闪耀波长λc；S5：将所述初始光栅转化为二元光栅，包括以下步骤：S51：将相位差连续变化的光栅周期离散为有限个相同相位差的子单元；S52：根据严格耦合波理论，利用有限元分析法，计算入射光在闪耀波长λc下，通过不同高度h的两种材料子单元的相位差ΔΦ1和ΔΦ2，其中ΔΦ1为入射光通过不同高度的第一种材料子单元的相位差，ΔΦ2为入射光通过不同高度的第二种材料子单元的相位差，根据ΔΦ1＝ΔΦ2，确定子单元高度h0；S53：利用有限元分析法，计算入射光在闪耀波长下，通过不同填充因子子单元的相位差ΔΦ，得到相位变化与填充因子f的关系；S54：根据相位变化与填充因子f的关系，对相位进行离散化，得到子单元内所述第一材料的宽度wf与子单元中心的位置x的关系，并将所述第一材料置于所述子单元中间，其余部分填充第二种材料；S6：利用有限元法，保持所述二元光栅其他结构参数不变，优化光栅高度，使二元光栅的闪耀波长等于初始光栅的闪耀波长λc。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 苏州大学 一种宽波段复合超表面光栅及其设计方法