本文關鍵詞：衍射極限尺度下的亞波長電磁學　出處：《物理學報》2017年14期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：作為波的本性之一,衍射是現(xiàn)代物理學的重要研究內容.衍射導致自由空間中波的能量不能被無限小地聚集,從而為成像、光刻、光存儲、光波導等技術設定了一個原理性的障礙——衍射極限.對于電磁波和光波而言,盡管通過提高介質的折射率可以壓縮衍射效應,但由于自然界中材料的折射率有限,該方法存在很大限制.近年來,隨著表面等離子體光學的興起,表面等離子體在超越傳統(tǒng)衍射極限方面的能力和應用前景受到了學術界的關注.本文從亞波長電磁學的角度出發(fā),介紹衍射極限研究的歷史,綜述了突破衍射極限的理論方法.首先,利用金屬介質表面等離子體激元的短波長特性,可將等效波長壓縮一個數(shù)量級以上,在納米尺度實現(xiàn)光波的聚焦或定向傳輸;更進一步,通過人為設計超構材料和超構表面,利用結構化金屬和介質中的局域諧振、耦合等特殊電磁響應,可實現(xiàn)亞波長局域相位調制、超寬帶色散調控、近完美吸收、光子自旋軌道耦合等,從而突破傳統(tǒng)理論的諸多局限,為下一代電磁學和光學功能器件奠定重要基礎.
[Abstract]:As one of the wave nature of diffraction is an important research content of modern physics. The diffraction result of free space wave energy cannot be infinitesimal aggregation, which set up a principle of obstacle diffraction limit imaging, lithography, optical storage, optical waveguide technology. For electromagnetic waves and light waves, even though to improve the refractive index of the medium can compress the diffraction effect, but because of the nature of the material refraction rate is limited, this method has some limitations. In recent years, with the rise of surface plasmon optics, capability and application prospect in surface plasma beyond the traditional diffraction limit has received the attention of the academic circles. This article from the perspective of subwavelength electromagnetics study on the diffraction limit of the history, summarizes the theory and method of breaking through the diffraction limit. First of all, the use of metal surface plasma medium short wavelength element The equivalent wavelength compression characteristics, more than an order of magnitude, in the nanometer scale realize light focusing or directional transmission; furthermore, through the design of metamaterial and ultra structure surface, special electromagnetic response using structured metal and medium local resonance and coupling, can realize subwavelength phase modulation, ultra wideband dispersion control, near perfect photon absorption, spin orbit coupling, so as to break through the limitations of traditional theory, lay an important foundation for the next generation of electromagnetic and optical devices.
【作者單位】： 中國科學院光電技術研究所微細加工光學技術國家重點實驗室;
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(批準號:2013CBA01700) 國家自然科學基金(批準號:61622508,61575201)資助的課題~~
【分類號】：O441
【正文快照】： 1引言 尤理曰】:i播x $子力#’處”的范圍二-般在波長量級以上,其根源在于自由空間中波的能量(或概率)不能局域到遠小于波長的尺度中.這-現(xiàn)象在量子力學中被稱為“不確定性原理”(1928帛由Heisenberg提出),X植于光學系統(tǒng)中的“灥K限”W.1873年,阿貝指出光學顯微鏡的成像分

【參考文獻】

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3 王長濤;趙澤宇;高平;羅云飛;羅先剛;;表面等離子體超衍射光學光刻[J];科學通報;2016年06期

4 陳衛(wèi)東;董昕宇;陳穎;朱奇光;王寧;;對稱雙缺陷光子晶體的可調諧濾波特性分析[J];物理學報;2014年15期

5 李勇峰;張介秋;屈紹波;王甲富;陳紅雅;徐卓;張安學;;寬頻帶雷達散射截面縮減相位梯度超表面的設計及實驗驗證[J];物理學報;2014年08期

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4 楊偉;吳時彬;汪利華;范斌;羅先剛;楊虎;;微結構薄膜望遠鏡研究進展分析[J];光電工程;2017年05期

5 張連超;邱麗莉;蘆薇;于穎杰;孟子暉;王樹山;薛敏;劉文芳;;蛋白石型光子晶體紅外隱身材料的制備[J];物理學報;2017年08期

6 王瀚霆;;光刻技術在微電子設備中的應用分析[J];科技展望;2017年10期

7 林佼;王大鵬;司光遠;;表面等離子激元超構表面的研究進展[J];光電工程;2017年03期

8 李雄;馬曉亮;羅先剛;;超表面相位調控原理及應用[J];光電工程;2017年03期

9 葛晨辰;程用志;王鮮;龔榮洲;聶彥;;雙頻帶相位梯度超表面設計與RCS縮減驗證[J];微波學報;2017年01期

10 楊富龍;王曉燕;任崇玉;;極化反射人工電磁表面[J];蘭州理工大學學報;2017年01期

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1 郭迎輝;蒲明博;馬曉亮;李雄;羅先剛;;電磁超構材料色散調控研究進展[J];光電工程;2017年01期

2 王長濤;趙澤宇;高平;羅云飛;羅先剛;;表面等離子體超衍射光學光刻[J];科學通報;2016年06期

3 Minghui Hong;;Metasurface wave in planar nano-photonics[J];Science Bulletin;2016年02期

4 Hong-Bo Sun;;The mystical interlinks:Mechanics,religion or optics?[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2016年01期

5 LUO XianGang;;Principles of electromagnetic waves in metasurfaces[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2015年09期

6 孫樹林;何瓊;周磊;;電磁超表面[J];物理;2015年06期

7 劉艷紅;董麗娟;劉麗想;石云龍;;基于各向異性光子晶體帶隙的窄帶帶通角度濾波器[J];光學學報;2013年08期

8 劉啟能;;一維摻雜光子晶體缺陷模的干涉理論[J];中國激光;2013年08期

9 李乾利;溫廷敦;許麗萍;王志斌;;單軸應力對一維鏡像光子晶體光子局域態(tài)透射峰的影響[J];物理學報;2013年18期

10 孫彥彥;韓璐;史曉玉;王兆娜;劉大禾;;用于相位突變界面的廣義的反射定律和折射定律[J];物理學報;2013年10期

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3 楊國光;光學超衍射極限的新理論研究[J];光電子·激光;1998年02期

4 ;納米透鏡超越衍射極限[J];激光與光電子學進展;2009年09期

5 吳江濱;;超越衍射極限的超級透鏡[J];物理通報;2007年04期

6 劉宏展,劉立人,徐榮偉,欒竹,滕樹云;近衍射極限半導體激光束波面檢測[J];中國激光;2005年04期

7 張能平;伍然;;突破衍射極限的超透鏡[J];咸寧學院學報;2011年06期

8 陳燕坤;韓偉華;李小明;杜彥東;楊富華;;突破衍射極限的表面等離子體激元[J];光電技術應用;2011年04期

9 葛劍虹,陳軍,Andreas Hermerschmidt,H.J.Eichler;單瓣近衍射極限輸出的帶外腔半導體激光器[J];中國激光;2004年07期

10 高衛(wèi);激光束衍射極限倍數(shù)β的確定方法[J];光子學報;2003年09期

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本文編號：1342602