[发明专利]基于全介质超表面的六像元全矢量偏振信息获取器件及应用

权利要求书

1.一种基于介质超表面的六像元全矢量偏振信息获取器件的调制方法，其特征是，在红外波段使用砷化镓介质材料来实现作为介质超表面的高效全偏振矢量分析器件；其中，在中红外波段，选取低折射率材料氟化钙CaF₂为基底，并按照如下步骤来布置高折射率材料砷化镓GaAs的矩形介质柱，从而组成超表面，且超表面分为三部分，每部分用于聚焦正交的一对偏振光，每部分均由512个介质柱组成；

步骤1、利用聚焦公式得出不同偏振光聚焦在不同位置时的相位分布；

步骤2、通过对不同的矩形介质柱的长、宽及旋转角进行参数化扫描，得到相应矩形介质柱的相位和透射率分布；

步骤3、按照步骤1中的相位分布，利用双相位调制法从步骤2中扫描得到的矩形介质柱的相位中选择与所述相位分布相同的矩形介质柱并相应设置在基底上，其中，所述双相位调制法是根据不同尺寸的矩形介质对任意一对正交线偏振光所产生的相位积累不同，选择能满足一对正交偏振光的相位需求的矩形介质柱；

步骤4、45°、135°线偏振部分的结构直接由X、Y线偏振部分的结构旋转45°直接获得；左、右旋圆偏振部分结构通过旋转角度满足PB相位；

由所述调制方法所得的六像元全矢量偏振信息获取器件的偏振分析方法包括：

步骤a、对六像元全矢量偏振信息获取器件分别入射X偏振光、Y偏振光、45°线偏振光、135°线偏振光、LCP光和RCP光，并相应得到焦点能量，记为I′_x、I′_y、I′₄₅、I′₁₃₅、I′_lcp和I′_rcp；计算三个中间参数a＝I′_x/I′_y，b＝I′₄₅/I′₁₃₅，c＝I′_lcp/I′_rcp；

步骤b、当一束任意包含X偏振、Y偏振、45°线偏振、135°线偏振、LCP和RCP的六种偏振态的光入射所述六像元全矢量偏振信息获取器时，利用探测器测得六个焦点的能量分别记为I_x、I_y、I₄₅、I₁₃₅、I_lcp和I_rcp；

步骤c、将六个焦点的能量I_x、I_y、I₄₅、I₁₃₅、I_lcp和I_rcp转换为偏振态对应的三个功率并与总光强共同构成一组斯托克斯参数；

步骤d、利用式(1)-式(3)将所述斯托克斯参数进行归一化处理，并使得归一化后的总光强从而由归一化后的三个功率s₁、s₂和s₃，以及归一化后的总光强s₀共同构成一组新的斯托克斯参数，用于描述入射光的偏振态；