电驱动的近远场同时多路复用的动态显示方法与应用与流程

技术特征：
1.一种电驱动的近远场同时多路复用的动态显示方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：构建用于形成超表面的单元结构：其中，所述结构为两层结构，两层包括基底和设置于其上的纳米砖；所述超表面由多个单元结构周期性排列于同一平面所构成；单元结构中纳米砖具有独立设置的尺寸参数；s2：采用电磁仿真工具，设置工作波长对不同单元结构的尺寸进行扫描，得到不同线偏振光下纳米砖尺寸与相位和振幅；s3：将上述所有数据整合形成一个具有偏振、尺寸、相位与振幅的纳米砖数据库，并且采用了振幅与相位的简并，将原本超表面最少需要挑选的16种结构简并为9种，避免了传统的空间复用形式，直接采用单一的结构进行振幅与相位的解耦，使得相位与振幅能够进行独立编码；s4：采用改进型的gs算法，同时优化两幅相位型全息图案与两幅振幅型近场图案，最终得到基于偏振、相位与振幅的四维矩阵分布，通过该需求的矩阵分布在上述纳米砖数据库中进行搜索，矩阵中每个点都能够在数据库中找到；将搜索到的纳米砖结构进行排布，便可构成具有同时切换近远场显示的超表面；s5：将该超表面放置在具有电驱动的偏振旋转器功能的液晶层上，通过改变施加在液晶层的电压实现宽带可见光范围内近远场同时多路复用的电驱动超光学动态。2.根据权利要求1所述的电驱动的近远场同时多路复用的动态显示方法，其特征在于：所述步骤s1中纳米砖和基底均为长方体结构；其中基底横截面为正方形；单元结构的基底尺寸相同。3.根据权利要求1或2所述的电驱动的近远场同时多路复用的动态显示方法，其特征在于：所述单元结构的基底由折射率低且透明光学材料构建；材料为mgf2、al2o3或sio2中任一种；纳米砖的材料为tio2、si、ag、au、cu或al中任一种。4.根据权利要求3所述的电驱动的近远场同时多路复用的动态显示方法，其特征在于：所述步骤s1、s2中尺寸参数包括纳米砖长l、宽w、高h和基底横截面边长p。5.根据权利要求1或2或4所述的电驱动的近远场同时多路复用的动态显示方法，其特征在于：所述步骤s3中，构成纳米砖数据库的方法如下：以基底顶面的直角边为x轴和y轴，顶点为原点，建立xoy直角坐标系，纳米砖沿x轴尺寸为长l，沿y轴尺寸为宽w；不同的偏振光入射时，具有不同的相位与振幅的变化；将数据整合形成一个具有偏振、尺寸、相位与振幅变化的数据库，使得振幅与相位进行解耦，能够利用相位与振幅进行独立编码，避免了传统的空间复用形式；并且采用了振幅与相位的简并，将原本超表面最少需要挑选的16种结构简并为9种。6.根据权利要求5所述的电驱动的近远场同时多路复用的动态显示方法，其特征在于：所述步骤s4中两幅全息与两幅近场图像信息转换为纳米砖尺寸信息的方法如下：在工作波长下，根据计算的相位与振幅的分布，在数据库中选择具有所需求的偏振、相位与振幅对应的纳米砖；然后建立图像中的像素和每个单元结构的尺寸一一对应的关系，最终实现不同偏振储存不同的全息与近场图像信息。7.一种可实现基于电驱动的近远场同时多路复用的动态显示，其特征在于：采用如权利要求1至6中任一项所述方法，将超表面放置于具有电驱动的偏振旋转器功能的液晶层上，将电驱动的偏振转化与偏振复用型超表面进行结合，仅通过改变施加在液晶层的电压
实现宽带可见光范围内近远场同时多路复用的电驱动超光学动态显示。8.一种如权利要求7所述的可实现基于电驱动的近远场同时多路复用的动态显示的应用，其特征在于：利用如权利要求1至6中任一项所述方法调制的电驱动液晶集成超表面在智能动态显示、多通道成像以及信息编码、光数据存储和安全中的应用。

技术总结
本发明公开了一种电驱动的近远场同时多路复用的动态显示方法与应用。电驱动动态显示超表面由底部液晶层与顶部超表面层构成。底部液晶层为电驱动的偏振旋转器，在不施加外部电压的时候可以将入射光的偏振旋转90


技术研发人员：李仲阳 万成伟 郑国兴 李哲 代尘杰 万帅 唐娇 时阳阳
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2021.11.18
技术公布日：2022/3/3