本文主要研究内容
作者王子潇（2019）在《矢量涡旋光束表面等离激元器件的研究》一文中研究指出：涡旋光束和柱状矢量光束具有随空间变化的波前相位分布和偏振分布,这些特性使得它们在光通信、量子纠缠、光镊子、显微技术、激光加工等领域具有巨大的应用前景。传统的涡旋光束/矢量光束生成和检测手段往往需要大量体光学元件,复杂的光学系统限制了它们的应用。表面等离激元可以将电磁波限制在亚波长的尺度上,这种在纳米尺度操纵光波的能力使得表面等离子体器件成为光电、生物、化学等领域的研究热点。本论文主要针对表面等离激元的耦合和传输特性,研究片上矢量涡旋光束的检测或生成,探索对矢量光束进行操纵的表面等离子体器件的设计及应用。本论文的主要研究成果和创新点如下:1.基于表面等离激元的干涉现象,提出了一种同时探测矢量涡旋光束自旋和轨道角动量的表面等离子体器件设计方案。已有的研究对矢量涡旋光束自旋和轨道角动量同时探测的讨论十分有限。本论文所提出的结构可以区分通信波段上拓扑电荷数|l|<3的矢量涡旋光束和标量涡旋光束。该结构适用于整数阶和非整数阶轨道角动量光束的探测,拓扑电荷数可以根据干涉图样特征条纹位置直接读出。此外,该结构还具有非破坏性探测、设计灵活、较大的制造公差容忍度等优点。2.借鉴体光学器件波带片的原理,提出了表面等离激元平面内波带片结构,并将该结构用于涡旋光束的轨道角动量探测。通过波带片的成像理论建立了表面等离激元平面内波带片的聚焦模型,得到了轨道角动量和聚焦点位置的关系。经过设计,所提出的结构可以探测拓扑电荷数|l|<3的涡旋光束。此外,平面内波带片所用的单缝隙结构还被进一步改进为正交缝隙阵列结构,实现了对矢量涡旋光束的自旋和轨道角动量的同时探测。该方案设计灵活,对加工精度要求较低,它在片上矢量涡旋光束检测、量子态操作等领域具有潜在的应用价值。3.基于表面等离激元平面内全反射的原理,设计了一种用于汇聚角向偏振矢量光束的表面等离子体透镜。该透镜具有较高的设计自由度,可以针对特定波长或宽带波段优化;可以独立工作,或与其它结构配合以实现径向和角向偏振同时汇聚。此外,在平面内全反射条件被破坏的情况下,所提出的结构还可以作为液体折射率传感器使用。文中研究了器件在折射率为1.3到1.45的环境内的传感性能。该传感器基于强度探测,结构更简单。因此,该透镜在近场能量汇聚、近场成像、传感等方面具有一定的应用前景。4.基于混合阶庞加莱球的特性,提出了一种可生成混合阶庞加莱球上任意态光束的metasurface设计方案。所提出的方案将自旋相关的菲涅耳透镜相位分布与角向相位分布相结合,使得输入的左旋和右旋圆偏振光可以被独立地转化为混合阶庞加莱球上南北两极所表示的光束。根据庞加莱球上各个状态间的转换和叠加关系,所提出的设计方案可以将普通庞加莱球上任意状态一一映射到混合阶庞加莱球上,从而实现任意可调的复杂矢量光束生成。
Abstract
guo xuan guang shu he zhu zhuang shi liang guang shu ju you sui kong jian bian hua de bo qian xiang wei fen bu he pian zhen fen bu ,zhe xie te xing shi de ta men zai guang tong xin 、liang zi jiu chan 、guang nie zi 、xian wei ji shu 、ji guang jia gong deng ling yu ju you ju da de ying yong qian jing 。chuan tong de guo xuan guang shu /shi liang guang shu sheng cheng he jian ce shou duan wang wang xu yao da liang ti guang xue yuan jian ,fu za de guang xue ji tong xian zhi le ta men de ying yong 。biao mian deng li ji yuan ke yi jiang dian ci bo xian zhi zai ya bo chang de che du shang ,zhe chong zai na mi che du cao zong guang bo de neng li shi de biao mian deng li zi ti qi jian cheng wei guang dian 、sheng wu 、hua xue deng ling yu de yan jiu re dian 。ben lun wen zhu yao zhen dui biao mian deng li ji yuan de ou ge he chuan shu te xing ,yan jiu pian shang shi liang guo xuan guang shu de jian ce huo sheng cheng ,tan suo dui shi liang guang shu jin hang cao zong de biao mian deng li zi ti qi jian de she ji ji ying yong 。ben lun wen de zhu yao yan jiu cheng guo he chuang xin dian ru xia :1.ji yu biao mian deng li ji yuan de gan she xian xiang ,di chu le yi chong tong shi tan ce shi liang guo xuan guang shu zi xuan he gui dao jiao dong liang de biao mian deng li zi ti qi jian she ji fang an 。yi you de yan jiu dui shi liang guo xuan guang shu zi xuan he gui dao jiao dong liang tong shi tan ce de tao lun shi fen you xian 。ben lun wen suo di chu de jie gou ke yi ou fen tong xin bo duan shang ta pu dian he shu |l|<3de shi liang guo xuan guang shu he biao liang guo xuan guang shu 。gai jie gou kuo yong yu zheng shu jie he fei zheng shu jie gui dao jiao dong liang guang shu de tan ce ,ta pu dian he shu ke yi gen ju gan she tu yang te zheng tiao wen wei zhi zhi jie dou chu 。ci wai ,gai jie gou hai ju you fei po huai xing tan ce 、she ji ling huo 、jiao da de zhi zao gong cha rong ren du deng you dian 。2.jie jian ti guang xue qi jian bo dai pian de yuan li ,di chu le biao mian deng li ji yuan ping mian nei bo dai pian jie gou ,bing jiang gai jie gou yong yu guo xuan guang shu de gui dao jiao dong liang tan ce 。tong guo bo dai pian de cheng xiang li lun jian li le biao mian deng li ji yuan ping mian nei bo dai pian de ju jiao mo xing ,de dao le gui dao jiao dong liang he ju jiao dian wei zhi de guan ji 。jing guo she ji ,suo di chu de jie gou ke yi tan ce ta pu dian he shu |l|<3de guo xuan guang shu 。ci wai ,ping mian nei bo dai pian suo yong de chan feng xi jie gou hai bei jin yi bu gai jin wei zheng jiao feng xi zhen lie jie gou ,shi xian le dui shi liang guo xuan guang shu de zi xuan he gui dao jiao dong liang de tong shi tan ce 。gai fang an she ji ling huo ,dui jia gong jing du yao qiu jiao di ,ta zai pian shang shi liang guo xuan guang shu jian ce 、liang zi tai cao zuo deng ling yu ju you qian zai de ying yong jia zhi 。3.ji yu biao mian deng li ji yuan ping mian nei quan fan she de yuan li ,she ji le yi chong yong yu hui ju jiao xiang pian zhen shi liang guang shu de biao mian deng li zi ti tou jing 。gai tou jing ju you jiao gao de she ji zi you du ,ke yi zhen dui te ding bo chang huo kuan dai bo duan you hua ;ke yi du li gong zuo ,huo yu ji ta jie gou pei ge yi shi xian jing xiang he jiao xiang pian zhen tong shi hui ju 。ci wai ,zai ping mian nei quan fan she tiao jian bei po huai de qing kuang xia ,suo di chu de jie gou hai ke yi zuo wei ye ti she she lv chuan gan qi shi yong 。wen zhong yan jiu le qi jian zai she she lv wei 1.3dao 1.45de huan jing nei de chuan gan xing neng 。gai chuan gan qi ji yu jiang du tan ce ,jie gou geng jian chan 。yin ci ,gai tou jing zai jin chang neng liang hui ju 、jin chang cheng xiang 、chuan gan deng fang mian ju you yi ding de ying yong qian jing 。4.ji yu hun ge jie pang jia lai qiu de te xing ,di chu le yi chong ke sheng cheng hun ge jie pang jia lai qiu shang ren yi tai guang shu de metasurfaceshe ji fang an 。suo di chu de fang an jiang zi xuan xiang guan de fei nie er tou jing xiang wei fen bu yu jiao xiang xiang wei fen bu xiang jie ge ,shi de shu ru de zuo xuan he you xuan yuan pian zhen guang ke yi bei du li de zhuai hua wei hun ge jie pang jia lai qiu shang na bei liang ji suo biao shi de guang shu 。gen ju pang jia lai qiu shang ge ge zhuang tai jian de zhuai huan he die jia guan ji ,suo di chu de she ji fang an ke yi jiang pu tong pang jia lai qiu shang ren yi zhuang tai yi yi ying she dao hun ge jie pang jia lai qiu shang ,cong er shi xian ren yi ke diao de fu za shi liang guang shu sheng cheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京交通大学的王子潇，发表于刊物北京交通大学2019-09-27论文，是一篇关于表面等离激元论文,矢量涡旋光束论文,拓扑电荷探测论文,表面等离子体透镜论文,表面等离子体传感器论文,超颖表面论文,北京交通大学2019-09-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京交通大学2019-09-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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