二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件及制备方法与流程

本发明涉及分束器件，尤其是涉及一种二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件及制备方法。

背景技术：

1、传统的分束方法中，光被分成两束：一束反射光和一束转移光。传统的分束器基于反射原理，一部分光束被反射，而其余光束在原来的轨迹上延伸，此方法因结构因素，一次只能在一个方向实现分束，分束效果不佳。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件及制备方法，具有较好的分束效果。

2、一方面，根据本发明实施例的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，包括至下而上依次层叠设置的石英基底、过渡金属层和二氧化钛结构组，所述二氧化钛结构组包括分束方向不同的多个微结构单元。

3、根据本发明的一些实施例，所述二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件还包括设置于所述二氧化钛结构组表面的增透膜。

4、根据本发明的一些实施例，所述二氧化钛结构组包括四个所述微结构单元，分别为第一微结构单元、第二微结构单元、第三微结构单元和第四微结构单元，每个所述微结构单元包括多个矩形柱，所述第一微结构单元的多个所述矩形柱按照沿对角线对称的形式排布，所述第二微结构单元的多个所述矩形柱按照左右对称的形式排布，所述第三微结构单元的多个所述矩形柱按照沿反对角线对称的形式排布，所述第四微结构单元的多个所述矩形柱按照上下对称的形式排布。

5、根据本发明的一些实施例，所述第一微结构单元和所述第三微结构单元的线宽变量为2.3um，分束角度为16度；所述第二微结构单元和所述第四微结构单元的线宽变量为3.2um，分束角度为12度。

6、根据本发明的一些实施例，当线偏振光入射所述二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件时，所述二氧化钛结构组通过结构排布将所述线偏振光拆分成两束圆偏振光分别调制，结果呈现为中心对称的共轭圆偏振模式出射光斑。

7、根据本发明的一些实施例，所述二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件通过设置旋转角，将左旋圆偏振入射光束调制为右旋圆偏振出射光束，或者将右旋圆偏振入射光束调制为左旋圆偏振出射光束，且互异圆偏振因相位响应不同，引起的偏振效果呈中心对称。

8、根据本发明的一些实施例，所述过渡金属层为铬层。

9、根据本发明的一些实施例，所述二氧化钛结构组的高度、周期、旋转角度根据参考光波长调整，以形成周期的相位光栅，引导光线分束角度。

10、另一方面，根据本发明实施例的偏振分束器件的制备方法，包括以下步骤：

11、获取石英基底；

12、在所述石英基底的表面镀上过渡金属层；

13、在所述过渡金属层的表面沉积二氧化钛，形成基板；

14、根据设计需求生成bmp文件，导入ebl进行识别；

15、根据识别结果，对所述基板进行刻蚀，形成二氧化钛结构组，所述二氧化钛结构组包括分束方向不同的多个微结构单元。

16、根据本发明的一些实施例，还包括以下步骤：

17、在所述二氧化钛结构组的表面设置增透膜。

18、根据本发明实施例的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件及制备方法，至少具有如下有益效果：基于二氧化钛和石英的复合结构，利用二氧化钛结构组在可见光波段的高透射、低吸收特性，通过引起局部相位变化，从而引导光线走向，实现光线分束。本发明实施例的偏振分束器件，相较于传统的偏振分束器件，提出将偏振元件分成若干区域，不同区域对入射光具有不同方向的偏振响应，最终在远场目标位置获得所需的偏振分束效果，可将激光光束分裂成多个光束，打破了衍射公式的周期限制，可实现基于入射偏振的特定偏振分束，基于类似光栅的相结构，将光束衍射成离散的阶数，这与传统的分束不同。该偏振分束器件结构简单，与coms工艺兼容，易于加工，可用于智能互联及虚拟现实领域。

19、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，其特征在于，包括至下而上依次层叠设置的石英基底、过渡金属层和二氧化钛结构组，所述二氧化钛结构组包括分束方向不同的多个微结构单元。

2.根据权利要求1所述的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，其特征在于，所述二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件还包括设置于所述二氧化钛结构组表面的增透膜。

3.根据权利要求1所述的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，其特征在于，所述二氧化钛结构组包括四个所述微结构单元，分别为第一微结构单元、第二微结构单元、第三微结构单元和第四微结构单元，每个所述微结构单元包括多个矩形柱，所述第一微结构单元的多个所述矩形柱按照沿对角线对称的形式排布，所述第二微结构单元的多个所述矩形柱按照左右对称的形式排布，所述第三微结构单元的多个所述矩形柱按照沿反对角线对称的形式排布，所述第四微结构单元的多个所述矩形柱按照上下对称的形式排布。

4.根据权利要求3所述的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，其特征在于，所述第一微结构单元和所述第三微结构单元的线宽变量为2.3um，分束角度为16度；所述第二微结构单元和所述第四微结构单元的线宽变量为3.2um，分束角度为12度。

5.根据权利要求1所述的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，其特征在于，当线偏振光入射所述二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件时，所述二氧化钛结构组通过结构排布将所述线偏振光拆分成两束圆偏振光分别调制，结果呈现为中心对称的共轭圆偏振模式出射光斑。

6.根据权利要求1所述的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，其特征在于，所述二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件通过设置旋转角，将左旋圆偏振入射光束调制为右旋圆偏振出射光束，或者将右旋圆偏振入射光束调制为左旋圆偏振出射光束，且互异圆偏振因相位响应不同，引起的偏振效果呈中心对称。

7.根据权利要求1所述的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，其特征在于，所述过渡金属层为铬层。

8.根据权利要求1所述的二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件，其特征在于，所述二氧化钛结构组的高度、周期、旋转角度根据参考光波长调整，以形成周期的相位光栅，引导光线分束角度。

9.一种偏振分束器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.权利要求9所述的偏振分束器件的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件及制备方法，涉及分束器件技术领域。二氧化钛石英复合结构的偏振分束器件包括至下而上依次层叠设置的石英基底、过渡金属层和二氧化钛结构组，二氧化钛结构组包括分束方向不同的多个微结构单元。本发明实施例的偏振分束器件，相较于传统的偏振分束器件，提出将偏振元件分成若干区域，不同区域对入射光具有不同方向的偏振响应，最终在远场目标位置获得所需的偏振分束效果，可将激光光束分裂成多个光束，打破了衍射公式的周期限制，可实现基于入射偏振的特定偏振分束，基于类似光栅的相结构，将光束衍射成离散的阶数，这与传统的分束不同，具有更好的分束效果。技术研发人员：夏良平,王奥博,张为国,王乡,杜春雷,刘文明受保护的技术使用者：珠海迈时光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26