[发明专利]一种制作超构表面的方法、超构表面以及打印装置

说明书

本发明实施例涉及超构表面技术领域，特别是涉及一种制作超构表面的方法、超构表面以及打印装置，制作超构表面的方法包括：提取三维实体表面的各点的坐标；根据所述三维实体表面的各点的坐标，生成全息图；根据所述全息图，生成超构表面的版图；根据所述版图，生成所述超构表面，其中，所述超构表面用于在接收到光时，在所述超构表面的衍射面生成所述三维实体的图像。所述超构表面的衍射面设置光敏树脂时，所述光敏树脂中可形成所述三维实体的模型。

技术领域

本发明实施例涉及超构表面技术领域，特别是涉及一种制作超构表面的方法、超构表面以及打印装置。

背景技术

超构表面是近些年来一种新型的基于广义斯涅耳定律的平面光学调控元件，由亚波长尺寸大小和间隔的散射体在二维平面上周期或非周期排列构成。入射光源经扩束镜扩束后，照射超构表面，经超构表面出射的光源在超构表面的衍射面上生成的图像具有极高的分辨率。利用超构表面的衍射面上的图像具有高分辨率这一点，从而实现高分辨率的三维实体的打印具有广阔的应用前景。

但是，在实现本发明实施例的过程中，发明人发现：目前，没有出现可用于三维打印的超构表面。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种制作超构表面的方法、超构表面以及打印装置，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种制作超构表面的方法，包括：提取三维实体表面的各点的坐标；根据所述三维实体表面的各点的坐标，生成全息图；根据所述全息图，生成超构表面的版图；根据所述版图，生成所述超构表面，其中，所述超构表面用于在接收到光时，在所述超构表面的衍射面生成所述三维实体的图像。

在一种可选的方式中，所述根据所述三维实体表面的各点的坐标，生成全息图的步骤，进一步包括：将所述三维实体表面的各点视作点光源，对每一所述点光源做菲涅尔衍射到全息面；分别计算每一所述点光源的传播方程；根据所述传播方程，计算所述三维实体表面的各点在所述全息面的复振幅叠加；提取所述全息面的复振幅叠加的相位，生成所述全息图。

在一种可选的方式中，所述根据所述全息图，生成超构表面的版图的步骤，进一步包括：仿真所述超构表面的若干纳米柱的结构对所述点光源的相位的改变值，生成数据库；根据所述全息图，在所述数据库中查找与所述全息图的相位匹配的所述若干纳米柱的结构；根据所匹配的所述若干纳米柱的结构，排列所述超构表面的版图。

在一种可选的方式中，所述根据所述版图，生成所述超构表面的步骤，进一步包括：使用微纳制造工艺制造所述超构表面。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种超构表面，包括采用上述方法制作得到的。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种打印装置，包括：光源；上述超构表面，所述超构表面设置于所述光源的前方；透光容器，收容有光敏树脂，所述透光容器位于所述超构表面背离所述光源一侧，并且所述透光容器位于所述超构表面的衍射面所在的位置，当所述光源向所述超构表面输出光时，所述光源经过所述超构表面后入射至所述透光容器，以使所述光敏树脂生成所述三维实体的模型。

在一种可选的方式中，所述打印装置还包括扩束镜；所述扩束镜设置于所述光源和超构表面之间，所述扩束镜用于对所述光源输出的光进行扩束处理。

在一种可选的方式中，所述打印装置还包括第一透镜、第二透镜和空间滤波器，所述第一透镜和第二透镜依次设置于所述扩束镜和所述超构表面之间，所述空间滤波器设置于所述第一透镜和第二透镜之间，所述空间滤波器位于所述第一透镜的焦点处，且所述空间滤波器位于所述第二透镜的焦点处。

在一种可选的方式中，所述打印装置还包括共轭物镜，所述共轭物镜位于所述超构表面和所述透光容器之间，所述共轭物镜的工作焦距位于所述超构表面的衍射面。

在一种可选的方式中，所述光源为360到700纳米的紫光光源。