本文選題：柱矢量光束 + 光子晶體��； 參考：《南京郵電大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：柱矢量光束(Cylindrical Vector Beam,CVB)是一種偏振態(tài)呈柱對稱分布的矢量光束,其不同于傳統(tǒng)的線偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光等標(biāo)量光束,按照CVB的電場在空間上的分布特點(diǎn)可以將其分為徑向偏振光、旋向偏振光和一般柱矢量光束,正是這種獨(dú)特的偏振態(tài)分布特點(diǎn)使其在亞波長成像、光學(xué)微操縱、光數(shù)據(jù)存儲等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。通過人工微結(jié)構(gòu)所能實(shí)現(xiàn)的一些獨(dú)特效應(yīng),如光子晶體的負(fù)折射效應(yīng)、亞波長光柵所具有的等效負(fù)折射效應(yīng)和雙曲超材料所具有的雙曲色散特性等,可以實(shí)現(xiàn)對CVB空間分布的調(diào)控。本論文的主要研究內(nèi)容基于三種不同人工微結(jié)構(gòu)材料,光子晶體、亞波長光柵和雙曲超材料,來嘗試探討和研究能夠?qū)崿F(xiàn)對CVB進(jìn)行亞波長聚焦的新方法和新機(jī)制,本論文所做的主要工作可以分為三個(gè)部分,第一部分是基于一維光子晶體的偏振無依賴特性和其能帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所帶來的負(fù)折射效應(yīng),得到了一種能夠?qū)VB進(jìn)行亞波長聚焦的平凹型透鏡;其次為了消除一維光子晶體平凹透鏡中金屬所帶來的固有損耗,將亞波長光柵所具有的等效負(fù)折射效應(yīng)與費(fèi)馬原理相結(jié)合得到了一種全介質(zhì)光柵平凹透鏡,該透鏡的損耗理論上只存在于出射界面上的衍射和形成焦點(diǎn)的干涉過程之中,上述兩種透鏡的結(jié)構(gòu)單元的尺度與入射光波長處在同一量級(約小于1/2?),為了進(jìn)一步減小透鏡的尺寸,在第三部分內(nèi)容中討論了使用結(jié)構(gòu)單元更小(1/20?或更小)的雙曲超材料,來對CVB進(jìn)行聚焦。本論文通過對相關(guān)人工微結(jié)構(gòu)材料的光學(xué)特性和CVB的空間分布特點(diǎn)進(jìn)行了研究,得到了幾種能夠?qū)VB進(jìn)行聚焦的人工微結(jié)構(gòu)透鏡,可以實(shí)現(xiàn)對CVB焦場形貌、聚焦位置的靈活調(diào)節(jié)。
[Abstract]:Cylindrical Vector Beam-CVB (Cylindrical Vector) is a cylindrical symmetric vector beam, which is different from the traditional scalar beam, such as linear polarized light, circularly polarized light and elliptical polarized light. According to the spatial distribution of electric field of CVB, it can be divided into radial polarized light, rotating polarized light and general cylindrical vector beam. Optical data storage and other fields have potential application value. Some unique effects, such as the negative refraction effect of photonic crystal, the equivalent negative refraction effect of subwavelength grating and the hyperbolic dispersion of hyperbolic supermaterial, can be realized by artificial microstructures. The spatial distribution of CVB can be regulated. Based on three kinds of artificial microstructural materials, photonic crystal, subwavelength grating and hyperbolic supermaterial, this paper attempts to explore and study new methods and mechanisms of subwavelength focusing on CVB. The main work of this thesis can be divided into three parts. The first part is based on the polarization dependence of one-dimensional photonic crystal and the negative refraction effect caused by its band structure. A plane-concave lens which can focus subwavelength on CVB is obtained. Secondly, in order to eliminate the inherent loss of metal in one-dimensional photonic crystal flat concave lens, An all-dielectric grating flat concave lens is obtained by combining the equivalent negative refraction effect of the subwavelength grating with Fermat principle. The loss of the lens theoretically exists only in the diffraction at the exit interface and the interference process of forming focal point. The scale of the structural elements of the two kinds of lenses is the same as that of the incident light waves. In order to further reduce the size of the lens, the use of smaller structural elements is discussed in the third part. Hyperbolic metamaterials, or smaller ones, to focus on CVB. In this paper, the optical properties of the related artificial microstructural materials and the spatial distribution of CVB are studied, and several kinds of artificial microstructural lenses which can focus on CVB are obtained, which can realize the focal field morphology of CVB. Flexible adjustment of focusing position.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O734;TB34

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本文編號：1855111