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입사광에 대해 TM 모드의 편광 및 TE 모드의 편광이 출력되는 메타표면 더블렛장치에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치는,유전체 스페이서,상기 유전체 스페이서의 일측 면에 형성되며, 일정 주기의 정사각형 격자로 구획된 중앙부에 상기 정사각형 격자의 x축과 y축에 평행한 가로변(dx)과 세로변(dy)의 단면을 가진 직육면체 형상의 제1나노 포스트가 형성된 메타원자셀의 집합으로 형성된 전면부 메타표면;및 상기 유전체 스페이서의 타측 면에 형성되며, 상기 일정 주기의 정사각형 격자로 구획된 중앙부에 상기 정사각형 격자의 x축과 y축에 평행한 가로변(dx)과 세로변(dy)의 단면을 가진 직육면체 형상의 제2 나노 포스트가 상기 제1나노포스트와 반대 방향으로 형성된 메타원자셀의 집합으로 형성된 후면부 메타표면을 포함하는 것을 특징으로 하며,상기 메타표면 더블렛장치는 상기 전면부 메타표면으로 입사되는 입사광에 대해 상기 후면부 메타표면으로 출력되는 TM 모드의 편광 및 TE 모드의 편광이 각각 다른 각도로 편향되어 형성되는 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치
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제1항에 있어서,상기 유전체 스페이서의 두께는 902㎛이고, 상기 정사각형 격자는 800nm이며, 상기 나노포스트의 높이는 880nm이고, 상기 정사각형 격자의 격자 주기는 800nm이며, 상기 전면부 메타표면은 상기 입사광에 대해 0 ~ 2π범위의 위상편이를 할 수 있도록 상기 나노포스트의 단면이 200 ~ 650 nm 범위에서, 가로변(dx)과 세로변(dy)의 특정된 크기로 배열된 8Х8 단위셀 그룹으로 배열되어 형성되는 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치
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제2항에 있어서,상기 유전체 스페이서는 실리카 재질로 형성되고, 상기 나노포스트는 a-Si:H 재질로 형성된 것을 특징으로 하고,상기 단위셀 그룹의 가로변(dx)/세로변(dy)은 285
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제1항에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치는 입사광의 입사 각도를 조정함으로써, 출력빔의 TM 모드 편광 및 TE 모드 편광의 조향각을 제어하는 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치
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제1항에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치는 고정된 입사광에 대해 상기 전면부 메타표면의 법선(z)을 기준으로 xz 방향, 또는 yz 방향으로으로 회전하는 제어동작에 따라 출력 빔의 TM 모드 편광 및 TE 모드의 편광의 조향각이 제어되는 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치
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제1항에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치는 상기 전면부 메타표면의 법선(z)을 기준으로 xz 방향으로 일정 각도의 입사각으로 입사된 광의 TE 편광모드 및 TM 편광모드의 편향된 출력빔의 편향 배율은, yz 방향으로 일정 각도의 입사각으로 입사된 빔의 TE 편광모드 및 TM 편광모드의 편향된 출력빔의 편향 배율과 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치
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제1항에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치는 상기 전면부 메타표면의 법선(z)을 기준으로 xz 평면에서 θin = +2°로 입사된 광은 TE 편광모드에서 각각 9
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제1항에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치는 상기 전면부 메타표면의 법선(z)을 기준으로 yz 평면에서 Ψin = +2° 로 입사된 광은 TE 편광모드에서 각각 4
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제1항에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치는 상기 전면부 메타표면의 법선(z)을 기준으로 입사된 입사광의 각도가 xz 평면에서 -6° ~ +6°로 변화될 경우, 출력 빔의 TE 편광은 -30° ~ +30° 의 선형으로 제어되고, TM 편광은 +30° ~ -30° 로 선형으로 제어되며, 입사된 입사광의 각도가 yz 평면에서 -6° ~ +6°로 변화될 경우, 출력 빔의 TE 편광은 -12° ~ +12° 로 선형으로 제어되고, TM 편광은 +12° ~ -12° 로 선형으로 제어되는 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치
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제4항에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치에서 상기 입사광의 조정 가능한 입사 각도는 전면부 메타표면의 법선(z)을 기준으로 xz 평면에서 경우 -8° ~ +8° 범위이고, yz 평면에서 경우 -20° ~ +20° 범위인 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치
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제1항에 있어서,상기 메타표면 더블렛장치는 상기 입사광이 상기 전면부 메타표면에서 입사되어 후면부 메타표면으로 출력될 경우에는 편향 배율이 증가하고, 상기 입사광이 후면부 메타표면에서 입사되어 전면부 메타표면으로 출력될 경우에는 편향 배율이 감소하는 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치
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입사광에 대해 TM 모드의 편광 및 TE 모드의 편광이 출력되는 메타표면 더블렛장치의 제조방법에 있어서,a) SiO2 재질의 유전체 스페이서 기판 준비단계;b) 플라즈마 강화 화학기상 증착(PECVD) 방법에 의해 상기 기판의 전면부에 수소화 비정질 실리콘층을 증착하는 단계;c) 상기 수소화 비정질 실리콘층 상부에 제1 레지스트층을 형성하는 제1차 스핀코팅 단계;d) 상기 제1 레지스트층에 대해 전자 빔 리소그라피 공정을 통하여 설정된 메타표면 패턴에 대응하는 제1 레지스트 패턴층을 형성하는 단계;e) 상기 제1레지스트 패턴층 상부면 및 홈부에 AL을 증착시켜서 AL층을 형성하는 단계;f) lift-off 용매를 사용하여 상기 유전체 스페이서 기판 상부에 돌출된 제1 레지스트 패턴층을 모두 들어올려 제거하고, 상기 홈부에 남아 있는 AL 층으로 상기 유전체 스페이서 기판의 전면부를 패턴화된 AL층으로 형성하는 단계;g) 상기 패턴화된 AL층을 하드 마스크로 사용하여 상기 기판의 전면부에 상기 설정된 메타표면 패턴으로 수소화 비정질 실리콘층을 에칭하는 단계;h) 상기 에칭하는 단계 이후에 전면부 수소화 비정질 실리콘층의 종단에 남아 있는 패턴화된 AL층을 제거하여 전면부 메타표면을 형성하는 단계;i) 상기 h단계를 거친 유전체 스페이서 기판을 뒤집어서 상기 후면부 수소화 비정질 실리콘층에 전자빔 레지스트를 스핀 코팅하여 제2 레지스트층을 형성하는 제2차 스핀코팅 단계;j) 상기 제2 레지스트층에 대해 전자 빔 리소그라피 공정을 통하여 후면부 메타표면 패턴에 대응하는 제2 레지스트 패턴층을 형성하는 단계; k) 상기 제2 레지스트 패턴층 상부에 제2 AL층을 증착시키는 단계;l) 용매에 의해 상기 실리카 기판 상부의 제2 레지스트 패턴층을 모두 들어올려 후면부 메타표면 패턴에 맞춘 제2 패턴화된 AL 층으로 후면부를 패턴화하는 제2 lift-off 단계; m) 상기 제2 패턴화된 AL층을 하드 마스크로 사용하여 상기 후면부 메타표면 패턴으로 에칭하여 수소화 비정질 실리콘 패턴층을 형성하는 제2 에칭단계; 및n) 상기 전면부 수소화 비정질 실리콘 패턴층 상부에 남아있는 제2 패턴화된 AL 알루미늄을 제거하는 잔여 알루미늄 제거단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 메타표면 더블렛장치의 제조방법
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