本發明公開了基于電介質納米磚超材料的線偏振光起偏器及制備方法，包括一基底和三透射式納米磚陣列；基底的一側面設有第一透射式納米磚陣列，與該一側面相對的另一側面設有第二透射式納米磚陣列和第三透射式納米磚陣列；第一透射式納米磚陣列和第二透射式納米磚陣列均由若干納米磚陣列單元在基底上按陣列形式排列構成；納米磚陣列單元又由基底上等間距排列成一行的方位角為零、但尺寸不一的若干電介質納米磚構成；第三透射式納米磚陣列由若干方位角為45°且尺寸一致的電介質納米磚按陣列形式排列構成。本發明可將一束隨機偏振態入射光，高效地轉換為振動方向相同且傳播方向不變的兩束線偏光；同時，本發明還具有低損耗、制造簡單等優點。

技術領域

本發明屬于信息光學技術領域，尤其涉及一種基于電介質納米磚超材料的線偏振光起偏器及制備方法。

背景技術

線偏振光廣泛應用于光測量、光傳感和光通信等光學技術領域中。傳統的晶體線起偏器主要是利用晶體的雙折射特性制成的，而在雙折射晶體中，入射的自然光被分解為光矢量互相正交的線偏光傳播，由于起偏器僅讓振動方向沿著透光軸方向的線偏光出射，導致線起偏器的損耗比較大，并且實際使用中的偏振器件不太理想，自然光透過后得到的不是完全線偏光，而是部分偏振光。因此，線偏振技術亟待高效率和高穩定性地更新和突破。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于電介質納米磚超材料的線偏振光起偏器及制備方法，該線偏振光起偏器高效，低損，且結構簡單。

本發明基于電介質納米磚超材料的線偏振光起偏器，包括一基底和三透射式納米磚陣列；

基底的一側面設有第一透射式納米磚陣列，與該一側面相對的另一側面設有第二透射式納米磚陣列和第三透射式納米磚陣列，第一透射式納米磚陣列和第三透射式納米磚陣列相對設置；

所述第一透射式納米磚陣列和所述第二透射式納米磚陣列均由若干納米磚陣列單元在基底上按陣列形式排列構成；其中，納米磚陣列單元又由基底上等間距排列成一行的方位角為零、但尺寸不一的若干電介質納米磚構成；

所述第三透射式納米磚陣列由若干方位角為45°且尺寸一致的電介質納米磚按陣列形式排列構成；

第一透射式納米磚陣列、第二透射式納米磚陣列、第三透射式納米磚陣列中，所有相鄰的電介質納米磚在行方向和列方向上的間距均相等，且在行方向上的間距等于在列方向上的間距；

所述電介質納米磚均為亞波長尺寸。

進一步的，所述基底為二氧化硅基底。

進一步的，所述電介質納米磚為硅納米磚。

進一步的，所述納米磚陣列單元中電介質納米磚的數量為2～6。

進一步的，第一透射式納米磚陣列和第二透射式納米磚陣列中，納米磚陣列單元在行方向的數量與周期長度Px的乘積不小于入射光斑在行方向上的尺寸；同時，納米磚陣列單元在列方向的數量與周期長度Py的乘積不小于入射光斑在列方向上的尺寸；

所述周期長度Px和Py分別指：行和列方向上，相鄰的兩納米磚陣列單元中第一個電介質納米磚的距離。

進一步的，第三透射式納米磚陣列中，行方向的電介質納米磚數量與像元大小的乘積不小于入射光斑在行方向上的尺寸；列方向的電介質納米磚數量與像元的乘積大小不小于入射光斑在列方向上的尺寸；

所述像元大小為透射式納米磚陣列中相鄰的電介質納米磚在行方向或列方向的間距。

進一步的，所述第一透射式納米磚陣列、所述第二透射式納米磚陣列、所述第三透射式納米磚陣列的尺寸相同。

本發明提供的上述線偏振光起偏器的制備方法，包括步驟：