JP2022523765A - 光学メタサーフェス、関連する製造方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
複数のパターンからなる2Dアレイを得る工程であって、前記複数のパターンの各々は1つ以上のナノ構造体を含み、前記1つ以上のナノ構造体は、前記動作スペクトル帯域で共振する誘電体素子を形成するとともに少なくとも1種類の感光性誘電体材料に作製され、前記少なくとも1種類の感光性誘電体材料は、その屈折率を、感光スペクトル帯域内に一波長を有する少なくとも1種類の書き込み電磁波への曝露によって、変化させることが可能なものである、前記工程と、
前記曝露後に前記2Dアレイの各パターンが、前記動作スペクトル帯域内の一波長を有する入射電磁波に、前記曝露中に前記パターンに生じる屈折率変化に対応する位相変化を、生じさせるように、前記2Dアレイを、前記感光スペクトル帯域内に少なくとも一波長を有する1種類の書き込み電磁波に曝露する工程であって、前記書き込み電磁波は、前記2Dアレイの平面において、意図された位相プロファイルに応じた空間エネルギー分布を有する、前記工程と、を含む方法に関するものである。
基板と、
前記基板上に堆積された少なくとも1種類の感光性誘電体材料に形成された共振誘電体素子を形成する複数のナノ構造体からなる2Dアレイと、を備え、
前記複数のナノ構造体は、前記2Dアレイの各パターンが、前記動作スペクトル帯域内の一波長を有する入射電磁波に、前記屈折率変化に対応する位相変化を生じさせるように、二方向に沿って周期的に繰り返される同一のパターンの形で、各々の方向に沿ってサブ波長の周期で配置され、各パターンは、基準となる屈折率に対して所与の屈折率の変化を有する、光学メタサーフェスに関するものである。
各々のパターンが1つ以上のナノ構造体を含む複数のパターンからなる前記2Dアレイを受けることが可能な支持体と、
前記少なくとも1種類の感光性誘電体材料の前記感光スペクトル帯域内に少なくとも一波長を有する電磁波の放射源と、
放射源と支持体との間に配置された書き込み装置であって、2Dアレイの平面において、前記意図された位相プロファイルに応じた空間エネルギー分布を有する前記書き込み波を形成するために、電磁波の振幅および位相の少なくとも一方を変調するように構成された書き込み装置と、を備えるシステムに関するものである。
屈折率の変化をリアルタイムにモニタリングするように構成された光学装置350をさらに備える。光学モニタリング装置350は、例えば、動作スペクトル帯域の波長を有するモニタリング波352を発するように構成された照明源352を備える。光学モニタリング装置350は、例えば2次元検出器、例えばCCDまたはCMOSカメラなどの検出器356をさらに備え、その検出器上に、製造中の光学メタサーフェスによって形成される光学的機能をリアルタイムで画像化することができる。
Claims (11)
- 所与の動作スペクトル帯域(Δλu)で動作するように構成された光学メタサーフェス(200)を製造するための方法(100)であって、
複数のパターンからなる2Dアレイ(220)を得る工程(110)であって、前記複数のパターンの各々は1つ以上のナノ構造体を含み、前記1つ以上のナノ構造体は、前記動作スペクトル帯域で共振する誘電体素子(222)を形成するとともに少なくとも1種類の感光性誘電体材料に作製され、前記少なくとも1種類の感光性誘電体材料は、その屈折率を、感光スペクトル帯域内に一波長を有する少なくとも1種類の書き込み電磁波への曝露によって、変化させることが可能なものである、前記工程(110)と、
前記曝露後に前記2Dアレイの各パターンが、前記動作スペクトル帯域内の一波長を有する入射電磁波に、前記曝露中に前記パターンに生じる屈折率変化に対応する位相変化を、生じさせるように、前記2Dアレイを、前記感光スペクトル帯域内に少なくとも一波長を有する1種類の書き込み電磁波(314)に、曝露する工程(120)であって、前記書き込み電磁波(314)は、前記2Dアレイの平面において、意図された位相プロファイルに応じた空間エネルギー分布を有する、前記工程(120)と、を含む方法。 - 前記2Dアレイを得る工程は、基板(210)上に前記少なくとも1種類の感光性誘電体材料を堆積させること(112)と、前記少なくとも1種類の感光性誘電体材料に前記ナノ構造体を作製すること(114)と、を含む、請求項1に記載の光学メタサーフェスの製造方法。
- 前記2Dアレイを得る工程は、前記少なくとも1種類の感光性誘電体材料を含む基板に前記ナノ構造体を作製することを含む、請求項1に記載の光学メタサーフェスの製造方法。
- 前記位相プロファイルはマルチレベルである、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学メタサーフェスの製造方法。
- 前記曝露中に前記2Dアレイの少なくとも1つの領域の前記複数のパターンに生じる屈折率変化を、リアルタイムでモニタリングする工程(130)をさらに含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の光学メタサーフェスの製造方法。
- 前記複数のパターンは同一であり、二方向に沿って周期的に配置され、各方向に沿った周期はサブ波長である、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学メタサーフェスの製造方法。
- 所与の動作スペクトル帯域(Δλu)で動作するように構成された光学メタサーフェス(200)であって、
基板(210)と、
前記基板(210)上に堆積された少なくとも1種類の感光性誘電体材料に形成された共振誘電体素子(222)を形成する複数のナノ構造体からなる2Dアレイ(220)と、を備え、
前記複数のナノ構造体(222)は、前記2Dアレイの各パターンが、前記動作スペクトル帯域内の一波長を有する入射電磁波に、前記屈折率変化に対応する位相変化を生じさせるように、二方向に沿って前記基板上で周期的に繰り返される同一のパターンの形で、各々の方向に沿ってサブ波長の周期で配置され、各パターンは、基準となる屈折率に対して所与の屈折率の変化を有する、光学メタサーフェス。 - 前記複数のナノ構造体(222)は、平行六面体または円柱形のブロックによって形成されている、請求項7に記載の光学メタサーフェス(200)。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の製造方法を実施するための光学メタサーフェス(200)を製造するためのシステム(300)であって、
前記2Dアレイ(220)を受けることが可能な支持体(340)と、
前記少なくとも1種類の感光性誘電体材料の前記感光スペクトル帯域内に少なくとも一波長を有する電磁波(312)の放射源(310)と、
前記放射源(310)と前記支持体(340)との間に配置された書き込み装置(320)であって、前記2Dアレイの前記平面において、前記意図された位相プロファイルに応じた前記空間エネルギー分布を有する前記書き込み波(314)を形成するために、前記電磁波(312)の振幅および位相の少なくとも一方を変調するように構成された前記書き込み装置(320)と、
を備える、システム。 - 前記書き込み装置(320)は、空間電磁波変調器と、前記空間電磁波変調器を制御するように構成されたコントローラ(325)とを備える、請求項9に記載の製造システム。
- 前記曝露中に前記2Dアレイ(220)の少なくとも1つの領域の前記複数のパターンに生じる屈折率変化を、リアルタイムでモニタリングするように構成された光学装置(350)をさらに備える、請求項9または10のいずれか1項に記載のシステム。
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