[发明专利]超表面及其设计方法、装置及电子设备

权利要求书

1.一种超表面，其特征在于，所述超表面包括基底(100)和周期性排列在所述基底(100)至少一侧的纳米结构(200)；

其中，所述纳米结构(200)的等效折射率平均值与所述基底(100)的折射率的差值或差值的平均值小于或等于目标值；并且，所述目标值满足：

当入射辐射为紫外波段时，所述目标值小于或等于0.4；

当入射辐射为可见光时，所述目标值小于或等于0.5；

当入射辐射为红外波段时，所述目标值小于或等于1.0。

2.如权利要求1所述的超表面，其特征在于，所述差值或差值的平均值与所述基底(100)的折射率的比值小于0.35。

3.如权利要求1-2任一所述的超表面，其特征在于，所述超表面至少满足：

其中，λ为入射辐射的波长；R为所述超表面的反射率；n₁(λ)为所述纳米结构(200)的等效折射率；n₂(λ)为所述基底(100)的折射率；

所述纳米结构(200)的等效折射率为单个纳米结构与周围的填充材料(300)组成的填充单元的折射率。

4.如权利要求3所述的权利要求，其特征在于，所述填充材料(300)与所述纳米结构(200)的折射率差值的绝对值大于或等于0.5。

5.如权利要求1所述的权利要求，其特征在于，所述超表面对1550nm波段的平均透过率大于84.9％。

6.如权利要求1所述的权利要求，其特征在于，所述超表面对8μm至12μm波段的平均透过率大于79.9％。

7.一种超表面设计方法，其特征在于，适用于权利要求1-6任一所述的超表面，所述方法包括：

步骤S1，配置超表面的纳米结构的类型；

步骤S2，配置纳米结构的参考周期和参考高度，并分别计算所述参考周期和所述参考高度下各个类型纳米结构的等效折射率；

步骤S3，根据所述步骤S2的计算结果选择等效折射率平均值与基底折射率的差值最小或差值的平均值最小的纳米结构；

步骤S4，对步骤S3中选择的纳米结构进行数值仿真，得到所述纳米结构的相位与透过率曲线；

步骤S5，基于所述相位与透过率曲线，判断所述纳米结构是否满足设计要求；若不满足，则返回所述步骤S2，重新配置参考周期和参考高度并重复所述步骤S2至所述步骤S5；

步骤S6，若所述步骤S5仍不能得到满足设计要求的纳米结构；则返回所述步骤S1，重新配置纳米结构的类型，并重复所述步骤S1至所述步骤S6。

8.如权利要求7所述的超表面设计方法，其特征在于，所述纳米结构的类型包括纳米结构的形状。

9.如权利要求8所述的超表面设计方法，其特征在于，所述纳米结构的形状包括圆柱、方柱、环柱或阶梯型中的一种或多种。

10.如权利要求7所述的超表面设计方法，其特征在于，当所述步骤S1中配置至少两种纳米结构类型时，所述步骤S1还包括：

配置纳米结构中各类型的比例。

11.如权利要求7所述的超表面设计方法，其特征在于，所述设计要求包括透过率大于或等于0.3，并且小于或等于0.999。

12.如权利要求7所述的超表面设计方法，其特征在于，所述设计要求包括相位覆盖2π。