1.一种静电式动态可调反射式变焦超表面透镜,其特征在于,包括:玻璃衬底(11)、ito薄膜(12)、天线、支撑结构(15)、空气间隔(20)、氮化硅薄膜(21)、硅框架(22)和金背板(23);
所述ito薄膜(12)位于所述玻璃衬底(11)上方,所述天线位于所述ito薄膜(12)上方的中间位置,所述支撑结构位于天线的外侧,在所述ito薄膜(12)和所述金背板(23)分隔开形成所述空气间隙(20),所述ito薄膜(12)上设置施加电压的位置;所述氮化硅薄膜(21)位于所述空气间隙(20)上方,所述硅框架(22)位于所述氮化硅薄膜(21)的上方,所述金背板(23)位于所述硅框架(22)上方;
所述天线用于入射光相位调控;所述空气间隙(20)用于提供所述金背板(23)变形的空间,所述金背板(23)的最大变形程度为所述空气间隙(20)厚度的三分之一;所述支撑结构用于形成所述空气间隙(20);所述氮化硅薄膜(21)和所述硅框架(22)用于支撑所述金背板(23);所述金背板(23)作为正电极且所述ito薄膜(12)作为负电极构成静电式mems系统,所述金背板(23)为活动电极,用于在电压的调控下实现不同程度的凸起形变;所述天线的几何参数根据超表面透镜所需初始焦距、入射光波长和广义斯涅耳定律获取。
2.根据权利要求1所述的静电式动态可调反射式变焦超表面透镜,其特征在于,所述天线为金属或硅或二氧化钛或锗。
3.根据权利要求1或2所述的静电式动态可调反射式变焦超表面透镜,其特征在于,所述天线的形状根据偏振无关特性为圆盘形或方形或圆环形,所述天线的形状根据偏振相关特性为条形或椭圆柱形或v形。
4.根据权利要求1至3任一所述的静电式动态可调反射式变焦超表面透镜,其特征在于,所述入射光为红外波段。
5.基于权利要求1所述的静电式动态可调反射式变焦超表面透镜的制备方法,其特征在于,包括:
(1)利用磁控溅射方法在玻璃衬底(11)上方生长ito薄膜(12);
(2)利用电子束蒸镀方法在ito薄膜(12)表面蒸镀金;
(3)在步骤(2)获取的金表面依次通过匀胶、曝光、显影、刻蚀和再显影,制备金天线阵列结构;
(4)在步骤(3)获取的样片表面依次通过匀胶、曝光和显影,获取中空的绝缘支撑结构,将金天线(13)所在区域以及ito薄膜(12)施加电压的位置裸露;
(5)在支撑结构上方蒸镀氮化硅薄膜(21),并在氮化硅薄膜(21)上方沉积硅框架(22),形成硅框架氮化硅薄膜窗口;
硅框架(22)的开窗口正对金天线(13),且开窗口大小大于等于金天线(13)阵列的大小;氮化硅薄膜(21)对入射光的光场无影响;
(6)在硅框架氮化硅薄膜窗口上方蒸镀金薄膜,形成活动电极作为金背板(23);
(7)将氮化硅薄膜(21)与支撑结构(15)固定,完成静电式动态可调反射式变焦超表面透镜的制作。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)包括:
(3.1)在步骤(2)获取的金表面旋涂第一光刻胶(14),形成光刻胶面;
(3.2)将金天线阵列结构版图通过电子束曝光设备对步骤(3.1)获取的光刻胶面曝光,形成具有图案的样片;
(3.3)将具有图案的样片进行显影,获取具有金天线阵列结构的光刻胶层的样片;
(3.4)在具有金天线阵列结构的光刻胶层的样片上刻蚀,形成具有金天线阵列结构的样片;
(3.5)利用显影液将具有金天线阵列结构的样片上的光刻胶去除。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)包括:
(4.1)在步骤(3)获取的具有金天线阵列的样片表面旋涂第二光刻胶;
(4.2)对旋涂有第二光刻胶的样片进行曝光处理;若第二光刻胶为负光刻胶,则非曝光区域为金天线所在区域以及ito薄膜施加电压的位置;否则,曝光区域为金天线所在区域以及ito薄膜施加电压的位置;
(4.3)对步骤(4.2)曝光后的样片进行显影处理,获取中空的绝缘支撑结构。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述第二光刻胶为su-8光刻胶。