CN109459870A - 基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法 - Google Patents

基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，属于微纳光学和全息复用应用技术领域。本发明实现方法如下：用于实现全息偏振复用的超颖表面是由具有矩形截面的不同几何尺寸、不同方位角的纳米柱阵列构成；通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控；利用GS算法得到不同的相互独立的原图所各自对应的全息图；根据所得全息图，编码确定纳米柱单元的几何尺寸以及方位角，从而生成相应介质超颖表面结构的加工文件；采用电子束刻蚀的微纳加工工艺加工透射型介质超颖表面；通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用。

Description

基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法
技术领域
本发明涉及一种多通道矢量全息偏振复用方法，尤其涉及基于双折射介质超颖表面的多通道全息偏振复用方法，属于微纳光学和全息复用应用技术领域。
背景技术
超颖表面通常是由单层亚波长尺寸的金属或介质纳米天线阵列构成。由于它具有任意调制入射电磁波的相位、振幅和偏振的功能而引起了研究人员广泛的关注。传统光学元件是通过光在传播过程中的相位累积来调控光场的，而超颖表面则提供了一种通过光与纳米天线的相互作用来调控光场特性的新方法。通过调节纳米天线阵列的几何形状、尺寸和空间方位角，能够灵活调控入射光的波面。由于超颖表面提供了光场调控的新方法和灵活性，近些年来，研究人员将超颖表面应用于光束整形、非线性光学、涡旋光束的产生、隐身斗篷以及全息等领域。伴随着微纳加工工艺的进步，超颖表面在全息领域展现出了独特的应用前景。相比于基于空间光调制器的传统全息方法，基于超颖表面产生的全息再现像的分辨率和再现质量得到了极大地提高，可以克服传统全息所面临的诸如带宽窄、视场角小、存在多级衍射级次串扰、孪生像等挑战。同时，基于超颖表面的全息方法能够克服自然界材料(如空间光调制器、光刻胶)对偏振不敏感，仅能实现标量全息的限制。
为了提高全息图的容量，在不增加像素数目和空间占用的情况下，在一张全息图内同时记录两个或者多个物体的技术称之为全息复用技术。基于超颖表面的全息复用方法主要包括波长复用(彩色全息)、偏振复用以及混合复用三大类。近些年来，研究人员提出了许多全息偏振复用的方法。利用两个互相垂直的金属纳米天线的偏振选择激发，实现了双通道全息偏振复用。基于贝里相位的原理，由两组独立纳米天线阵列构成的反射式超颖表面提供了一种宽带、入射圆偏振光旋向复用的全息偏振复用方法，但此方法存在着串扰噪声。此外，利用由介质纳米椭圆柱或矩形柱构成的双折射介质超颖表面，可以实现高效率的透射型全息偏振复用。然而，在上述方法中仅利用了正交偏振态实现双通道，通过改变入射光束的偏振态，只能实现两个独立的再现像之间的转换，并没有完全利用所有的入射和出射光的偏振通道。因此，限制了全息图信息容量的进一步提高。
发明内容
本发明公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法要解决的技术问题为：将多幅全息图编码到同一超颖表面，每个超颖单元仅由单个纳米柱构成，区别于传统的空间复用引起不同通道之间的串扰，通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用，能够极大地提高全息图的信息容量。进一步，本发明能够应用于矢量全息、动态全息显示、可调光学设备、信息存储以及光学防伪和光学加密等应用场合。
本发明目的是通过下述技术方案实现的。
本发明公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，用于实现全息偏振复用的超颖表面是由具有矩形截面的不同几何尺寸、不同方位角的纳米柱阵列构成。通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控。利用GS算法得到不同的相互独立的原图所各自对应的全息图，该全息图分布具有相互关联的相位关系。根据所得全息图，编码确定纳米柱单元的几何尺寸以及方位角，从而生成相应介质超颖表面结构的加工文件。采用电子束刻蚀的微纳加工工艺加工透射型介质超颖表面。通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用。
本发明公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，包括如下步骤：
步骤一：用于实现全息偏振复用的超颖表面是由具有矩形截面的不同几何尺寸、不同方位角的纳米柱阵列构成。通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控。所述的几何尺寸包括纳米柱的长轴长度L、短轴长度W、高度H以及超颖表面单元的周期P。
用于实现全息偏振复用的超颖表面是由不同几何尺寸、不同方位角的纳米柱阵列构成。超颖表面中每个像素所对应的入射与出射光束的电场可通过琼斯矩阵的方法联系起来。
出射光束的琼斯矢量如公式(1)所示：
当超颖表面的透射率较高时，琼斯矩阵T可视为一个对称的酉矩阵。此时，琼斯矩阵T应满足如公式(2)所示的对称及归一化条件：
超颖表面单元对出射光场的相位和偏振的调控可通过琼斯矩阵T来表示。同时，琼斯矩阵T可分解为它的本征矩阵与旋转矩阵乘积的形式，如公式(3)所示：
式中，矩阵Δ为矩阵T的本征矩阵，酉矩阵V可视为旋转角度为θ的旋转矩阵。若可对沿x轴和y轴的相位改变φx和φy以及旋转角度θ进行任意的选择，利用双折射介质超颖表面即可实现对出射光场相位和偏振的任意调控。
在纳米柱高度H和周期P固定的情况下，扫描仿真纳米柱的长轴长度L和短轴长度W。由仿真所得电场数据计算出x方向线偏振光通过不同尺寸的纳米柱后的相位φx以及透射强度txx。同理，在y方向线偏振光入射时，得到对应的相位φy以及透射强度tyy。仿真时应对纳米柱高度H，周期P，入射波长以及纳米柱材料进行合理的选择，使相位φx和φy能够覆盖0～2π，同时txx与tyy应尽量接近于1，越接近于1超颖表面调控出射光束偏振和相位的效果越好。通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控。
步骤一所述仿真软件采用基于严格耦合波分析方法的RCWA、基于时域有限差分方法的FDTD或基于有限元方法的COMSOL。
步骤二：利用GS算法得到txx，txy和tyy三幅原图各自对应的全息图。其中，第三幅全息图与前两幅全息图有确定地相位关系，但能够再现完全不相关的图像信息。根据所得全息图，编码确定纳米柱单元的几何尺寸以及方位角，从而生成相应介质超颖表面结构的加工文件。
当入射光束为x方向线偏振光时，使出射光光束的琼斯矢量表示为此时，出射光束的x偏振分量与y偏振分量分别再现原图一和原图二。并且再现像能够通过选择出射光束的偏振分量进行任意切换。同时，再现像的保真度和对比度高，两个再现像之间串扰小至能够忽略不记。此时，超颖表面每个单元的琼斯矩阵T通过公式(1)和(2)来求出，如公式(4)所示：
通过上述的琼斯矩阵，若将入射光束变为y方向线偏振光束。此时，出射光束的琼斯矢量可表示为若将第三张全息图与前两张全息图相关联，使第三张全息图的相位满足则原图三在y方向线偏振光束入射的条件下，由出射光束的y偏振分量再现。
若将左旋或者右旋圆偏振光束照射到此超颖表面上，定义左旋圆偏振光束为LCP，右旋圆偏振光束为RCP，出射光束的左旋及右旋分量由公式(5)和(6)分别表示：
当入射光束为LCP或RCP时，出射光束中与入射圆偏振光旋向相同的圆偏振分量会再现原图一和原图三。而与入射圆偏振光旋向相反的圆偏振分量则会将所有原图同时再现出来，所有原图即指原图一、二和三。
因此，步骤二利用同一超颖表面，通过对入射和出射光束偏振态的选择，能够将三张独立的原图一、二和三，以及它们之间的所有组合再现出来。所有组合指原图一和二、原图一和三、原图二和三以及原图一、二和三。即实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用，并且不同的再现图像具有极其不同的偏振属性，能够显著增加光学加密的复杂度。
步骤三：利用步骤二所得介质超颖表面结构的加工文件，通过电子束刻蚀的微纳加工方法，制备透射型介质超颖表面。通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用。
还包括步骤四：将所述基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法应用于矢量全息、动态全息显示、可调光学设备、信息存储或光学防伪和光学加密等应用场合，解决相关工程问题。
当将所述基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法应用于光学防伪和光学加密应用场合时，通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，三幅原图(holography,meta,surface)以及它们之间的任意组合都能够分别再现出来。入射光束和出射光束的偏振态以及正确的超颖表面视为三把钥匙，只有通过正确的钥匙才能得到他人想要传递的正确信息。所提供的对信息的三重保护使光学加密的安全性得到明显的提高。
有益效果：
1、本发明公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，用于实现全息偏振复用的超颖表面是由具有双折射特性的不同几何尺寸矩形截面、不同方位角的纳米柱阵列构成，通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控。
2、本发明公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，利用GS算法得到txx，txy和tyy三幅原图各自对应的全息图。其中，第三幅全息图与前两幅全息图有确定地相位关系，但可以再现完全不相关的图像信息。将多幅全息图编码到同一超颖表面，通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用。
3、本发明公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，相比与传统的双通道全息复用方法，极大地提高全息图的信息容量，可应用于矢量全息、动态全息显示、信息存储以及光学防伪和光学加密等应用场合。
4、本发明公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，具有宽带再现特性，通过对纳米柱的组成材料进行合理的选择，可将该方法应用于可见光和近红外波段。
附图说明
图1是本发明的一种基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法流程图；
图2是本发明实施例1中基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法的示意图；
图3是本发明实施例1中纳米柱单元透射系数的二维扫描结果，其中：图3a为非晶硅纳米柱单元结构示意图，图3b为透射系数txx的幅值，图3c为透射系数tyy的幅值，图3d为透射系数txx的相位，图3e为透射系数tyy的相位；
图4是本发明实施例1中所用算法的流程图；
图5是本发明实施例1中实验所用的光路图；
其中：1—线偏振片P1、2—四分之一波片QWP1、3—介质超颖表面、4—显微物镜、5—四分之一波片QWP2、6—线偏振片P2、7—透镜、8—CCD
图6是本发明实施例1中线偏振光入射时仿真和实验所得到的再现像；
图7是本发明实施例1中圆偏振光入射时仿真和实验所得到的再现像。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实施例对发明内容做进一步说明。
实施例1：多通道全息偏振复用的方法
如图1所示，本实施例公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，具体实现方法如下：
步骤一：用于实现全息偏振复用的超颖表面是由具有矩形截面的不同几何尺寸、不同方位角的纳米柱阵列构成。通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控。所述的几何尺寸包括纳米柱的长轴长度L、短轴长度W、高度H以及超颖表面单元的周期P。
设计纳米柱单元几何尺寸，使纳米柱在特定工作波长(780nm)的光照射下能够对出射光束的偏振和相位进行任意的调控，具体实现方法如下：
基于严格耦合波分析的方法(RCWA)在纳米柱高度H和周期P固定的情况下，扫描仿真纳米柱的长轴长度L(40nm～280nm)和短轴长度W(40nm～280nm)。针对特定工作波长780nm，仿真所用介质材料非晶硅的折射率为n＝3.6941+0.0065435*1i。通过扫描仿真得到沿x轴和y轴方向的线偏振光分别通过不同尺寸纳米柱单元后的电场情况。由仿真所得电场数据计算出x方向线偏振光通过不同尺寸的纳米柱后的相位φx以及透射强度txx。同理，在y方向线偏振光入射时，得到对应的相位φy以及透射强度tyy。仿真时应对纳米柱高度H，周期P，入射波长以及纳米柱材料进行合理的选择，使相位φx和φy可以覆盖0～2π，同时txx与tyy应尽量接近于1，越接近于1超颖表面调控出射光束偏振和相位的效果越好。二维扫描仿真结果如图3所示。
最终确定纳米柱长轴长度L和短轴长度W均在40nm～280nm范围内,高度H为600nm以及周期P为400nm。通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控。
步骤二：利用GS算法得到txx，txy和tyy三幅原图各自对应的全息图。其中，第三幅全息图与前两幅全息图有确定地相位关系，但可以再现完全不相关的图像信息。根据所得全息图，编码确定纳米柱单元的几何尺寸以及方位角，从而生成相应介质超颖表面结构的加工文件。
图2是本发明实施例1中基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法示意图；
设计过程中所选的三幅原图分别为三个英文单词holography、meta和surface。图2中实线箭头表示入射光束的偏振态，虚线箭头表示实验中放置在样品后的检偏器情况。将多幅全息图编码到同一超颖表面，通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种偏振图像组合和复用。
图4为本发明实施例1中所用的算法的流程图。首先，初始化全息面，在循环迭代开始前，将全息图的相位设置为随机相位，振幅设置为全平面等于1。全息面到物平面的传播过程通过傅里叶变换进行计算。使用Fienup算法的反馈函数Tn＝T+|T-Tn’|κ对物平面进行振幅替换，其中T代表目标图像，Tn’是由n次迭代所得到的振幅信息，在物平面只保留计算所得复振幅的相位信息，用Tn替代Tn’即可完成振幅替换。通过适当选择该公式中的κ值，反馈操作能够更高效地限制振幅，加快收敛速度。物平面到全息面的传播过程通过傅里叶逆变换进行计算。在达到迭代预设次数之后，即可得到原图一所对应的全息图第一个迭代过程只有原图一参与。再得到全息图之后，将全息图带入第二个由原图二和三参与的迭代过程。将第三张全息图与前两张全息图相关联，使第三张全息图的相位满足最终，得到三幅原图所对应的全息图 和
根据公式(3),(4)以及全息图和即可得到超颖表面单元所需要的相位变化φx和φy以及旋转角度θ。由步骤一中所得的超颖表面单元透射系数的二维扫描结果，确定超颖表面单元的几何尺寸。从而生成相应介质超颖表面结构的加工文件。
步骤三：利用步骤二所得介质超颖表面结构的加工文件，通过电子束刻蚀的微纳加工方法，制备透射型介质超颖表面。通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用。
图5是本发明实施例1中实验所用的光路图。通过将P1、P2、QWP1和QWP2旋转到不同角度实现对入射和出射光束偏振态的选择。利用显微物镜接收所有通过超颖表面的出射光束，并对其进行适当的放大。同时使傅里叶面与显微物镜的后焦面重合。将透镜放置在线偏振片P2之后，使再现像能够完全被CCD接收。
图6和图7是本发明实施例1中线偏振光和圆偏振光入射时仿真和实验所得到的再现像。
当入射光束为x方向线偏振光时，出射光束的x偏振分量与y偏振分量可分别再现原图holography和meta。并且再现像能够通过选择出射光束的偏振分量进行任意切换。同时，再现像的保真度和对比度高，两个再现像之间串扰小至能够忽略不记。若将入射光束变为y方向线偏振光束,出射光束的x偏振分量与y偏振分量可分别再现原图meta和surface。当入射光束为LCP或RCP时，出射光束中与入射圆偏振光旋向相同的圆偏振分量会同时再现原图holography和surface。而与入射圆偏振光旋向相反的圆偏振分量则会将所有原图同时再现出来。从圆偏振光LCP和RCP入射的实验结果中我们也可以发现，再现像holography和surface的偏振态为线偏振态，而meta的偏振态则为与入射圆偏振光旋向相反的圆偏振态。除此之外，本方法还可以应用于入射光束和出射光束的偏振态为椭圆偏振态的情况，从而实现更复杂的矢量全息图像的再现。
还包括步骤四：将所述基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法应用于矢量全息、动态全息显示、可调光学设备、信息存储或光学防伪和光学加密等应用场合，解决相关工程问题。
当将所述基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法应用于光学防伪和光学加密应用场合时，通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，三幅原图(holography,meta,surface)以及它们之间的任意组合都能够分别再现出来。入射光束和出射光束的偏振态以及正确的超颖表面视为三把钥匙，只有通过正确的钥匙才能得到他人想要传递的正确信息。所提供的对信息的三重保护使光学加密的安全性得到明显的提高。
本实施例公开的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，利用GS算法得到txx，txy和tyy三幅原图各自对应的全息图。其中，第三幅全息图与前两幅全息图有确定地相位关系，但可以再现完全不相关的图像信息。将多幅全息图编码到同一超颖表面，通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种偏振图像组合和复用，并且不同的再现图像具有极其不同的偏振属性，可以显著增加光学加密的复杂度。同时，与传统的双通道全息偏振复用方法相比，本方法极大地提高了全息图的信息容量。可应用于矢量全息、动态全息显示、可调光学设备、信息存储或光学防伪和光学加密等应用场合。并且该方法可在涡旋光束的产生、相位调制以及光束整形等现代光学领域实现许多新颖的功能。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：用于实现全息偏振复用的超颖表面是由具有矩形截面的不同几何尺寸、不同方位角的纳米柱阵列构成；通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控；所述的几何尺寸包括纳米柱的长轴长度L、短轴长度W、高度H以及超颖表面单元的周期P；
步骤二：利用GS算法得到txx，txy和tyy三幅原图各自对应的全息图；其中，第三幅全息图与前两幅全息图有确定地相位关系，但能够再现完全不相关的图像信息；根据所得全息图，编码确定纳米柱单元的几何尺寸以及方位角，从而生成相应介质超颖表面结构的加工文件；
步骤三：利用步骤二所得介质超颖表面结构的加工文件，通过电子束刻蚀的微纳加工方法，制备透射型介质超颖表面；通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用。
2.如权利要求1所述的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，其特征在于：还包括步骤四：将所述基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法应用于矢量全息、动态全息显示、可调光学设备、信息存储或光学防伪和光学加密等应用场合，解决相关工程问题。
3.如权利要求1或2所述的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，其特征在于：步骤一具体实现方法为，
用于实现全息偏振复用的超颖表面是由不同几何尺寸、不同方位角的纳米柱阵列构成；超颖表面中每个像素所对应的入射与出射光束的电场可通过琼斯矩阵的方法联系起来；
出射光束的琼斯矢量如公式(1)所示：
Eout＝TEin其中
当超颖表面的透射率较高时，琼斯矩阵T可视为一个对称的酉矩阵；此时，琼斯矩阵T应满足如公式(2)所示的对称及归一化条件：
Txy＝Tyx和
超颖表面单元对出射光场的相位和偏振的调控可通过琼斯矩阵T来表示；同时，琼斯矩阵T可分解为它的本征矩阵与旋转矩阵乘积的形式，如公式(3)所示：
式中，矩阵Δ为矩阵T的本征矩阵，酉矩阵V可视为旋转角度为θ的旋转矩阵；若可对沿x轴和y轴的相位改变φx和φy以及旋转角度θ进行任意的选择，利用双折射介质超颖表面即可实现对出射光场相位和偏振的任意调控；
在纳米柱高度H和周期P固定的情况下，扫描仿真纳米柱的长轴长度L和短轴长度W；由仿真所得电场数据计算出x方向线偏振光通过不同尺寸的纳米柱后的相位φx以及透射强度txx；同理，在y方向线偏振光入射时，得到对应的相位φy以及透射强度tyy；仿真时应对纳米柱高度H，周期P，入射波长以及纳米柱材料进行合理的选择，使相位φx和φy能够覆盖0～2π，同时txx与tyy应尽量接近于1，越接近于1超颖表面调控出射光束偏振和相位的效果越好；通过改变纳米柱单元几何尺寸以及方位角，使超颖表面对出射光束的相位和偏振态进行任意地调控。
4.如权利要求3所述的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，其特征在于：步骤二具体实现方法为，
当入射光束为x方向线偏振光时，使出射光光束的琼斯矢量表示为此时，出射光束的x偏振分量与y偏振分量分别再现原图一和原图二；并且再现像能够通过选择出射光束的偏振分量进行任意切换；同时，再现像的保真度和对比度高，两个再现像之间串扰小至能够忽略不记；此时，超颖表面每个单元的琼斯矩阵T通过公式(1)和(2)来求出，如公式(4)所示：
通过上述的琼斯矩阵，若将入射光束变为y方向线偏振光束；此时，出射光束的琼斯矢量可表示为若将第三张全息图与前两张全息图相关联，使第三张全息图的相位满足则原图三在y方向线偏振光束入射的条件下，由出射光束的y偏振分量再现；
若将左旋或者右旋圆偏振光束照射到此超颖表面上，定义左旋圆偏振光束为LCP，右旋圆偏振光束为RCP，出射光束的左旋及右旋分量由公式(5)和(6)分别表示：
当入射光束为LCP或RCP时，出射光束中与入射圆偏振光旋向相同的圆偏振分量会再现原图一和原图三；而与入射圆偏振光旋向相反的圆偏振分量则会将所有原图同时再现出来，所有原图即指原图一、二和三。
5.如权利要求4所述的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，其特征在于：步骤二利用同一超颖表面，通过对入射和出射光束偏振态的选择，能够将三张独立的原图一、二和三，以及它们之间的所有组合再现出来；所有组合指原图一和二、原图一和三、原图二和三以及原图一、二和三；即实现十二个不同偏振通道的七种不同偏振图像组合和复用，并且不同的再现图像具有极其不同的偏振属性，能够显著增加光学加密的复杂度。
6.如权利要求5所述的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，其特征在于：步骤一所述仿真软件采用基于严格耦合波分析方法的RCWA、基于时域有限差分方法的FDTD或基于有限元方法的COMSOL。
7.如权利要求6所述的基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法，其特征在于：当将所述基于双折射介质超颖表面的多通道矢量全息偏振复用方法应用于光学防伪和光学加密应用场合时，通过对入射光束和出射光束偏振态的选择，三幅原图(holography,meta,surface)以及它们之间的任意组合都能够分别再现出来；入射光束和出射光束的偏振态以及正确的超颖表面视为三把钥匙，只有通过正确的钥匙才能得到他人想要传递的正确信息；所提供的对信息的三重保护使光学加密的安全性得到明显的提高。
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