基于复合光栅和梯度超表面的多功能器件设计

作     者：刘海 赵思怡 陈聪 高鹏 戴耀威 赵佳明 万寅辉 路祥宇 王馨艳 李雷 LIU Hai;ZHAO Siyi;CHEN Cong;GAO Peng;DAI Yaowei;ZHAO Jiaming;WAN Yinhui;LU Xiangyu;WANG Xinyan;LI Lei

作者机构：中国矿业大学教育部地下空间智能控制工程研究中心徐州221116 中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2023年第52卷第9期

页      面：55-65页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(No.2021YFC2902704) 国家自然科学基金(No.51874301) 

主　　题：复合光栅 非对称传输 梯度超表面 表面等离极化激元 异常反射 

摘      要：设计了一种金属/介质/金属复合光栅与梯度超表面相结合的多功能器件。通过复合光栅的非对称结构实现光的非对称传输,当调制后的波矢量与表面等离极化激元的波矢量相匹配时,金属光栅激发的表面等离极化激元产生单波段光传输;通过梯度超表面实现光的异常反射。当x偏振态光波入射时,不同入射方向可在不同波段激发表面等离极化激元,由于上下光栅的不同周期和非对称的介质环境,光栅可分别在1128 nm和1550 nm处实现高透射率;另外在反向入射方向,该器件在1300~1400 nm整个波段表现为零吸收,反射率大于90%,可作为反射器。当y偏振态光波入射时,在反向入射方向器件通过相位梯度超表面实现异常反射。该结构可为各种偏振相关的多功能器件和集成光学元件提供参考。