橫向自旋是近年來發(fā)現(xiàn)的一種光場新特性,不同于人們以往的認(rèn)知,光場不僅有沿著傳播方向的自旋角動量,而且還有垂直于傳播方向的橫向自旋角動量。也就是說,當(dāng)一個納米粒子位于具有橫向自旋的光場中時,它會在自旋力矩的作用下在橫向發(fā)生自旋,這一現(xiàn)象為光學(xué)微操控提供了一個新的自由度。此外,由于波導(dǎo)表面的橫向自旋鎖定現(xiàn)象,圓偏振偶極子會在波導(dǎo)中產(chǎn)生單向傳播的模式。因此,光場的橫向自旋還可以應(yīng)用于量子光通信及光學(xué)超表面等領(lǐng)域。本文從三個方面對光場的橫向自旋特性及其應(yīng)用進(jìn)行了研究,具體內(nèi)容如下:研究緊聚焦矢量渦旋光束的橫向自旋特性。以緊聚焦拉蓋爾-高斯光束作為光源,利用偶極近似模型計算了金納米粒子在該緊聚焦光場中受到的光力和橫向自旋力矩,并得出金納米粒子在緊聚焦矢量渦旋光場中的運動狀態(tài)。研究了拓?fù)潆姾蓴?shù)、粒子半徑、折射率、吸收率等參數(shù)對橫向自旋的影響。結(jié)果表明在光束拓?fù)潆姾蓴?shù)為零時,縱向自旋能夠完全轉(zhuǎn)化為橫向自旋。研究波導(dǎo)中的橫向自旋效應(yīng)。首先計算了條形波導(dǎo)和狹縫波導(dǎo)中的光場分布,并且利用偶極近似模型計算了金納米粒子在波導(dǎo)附近受到的光力和自旋力矩,由此進(jìn)行詳細(xì)的分析并得出粒子在波導(dǎo)附近的光操控狀態(tài)。探究了狹... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)光場傳播的幾何示意圖；(b)光束和觀察系中的角動量分量[25]

圖 1-2 表面模的電場分量和極化電荷以及自旋方向示意圖[28]，Antoine Canaguier-Durand 等人[18]計算了由表面等離子球體上的光力和力矩，包括超出電偶極子極限的粒子

圖 1-3 線偏振光和圓偏振倏逝場中的力和力矩[19] 年 M. H. Alizadeh 等人[16]研究了局域激發(fā)表面等離子體激元和倏逝波 Belinfante 自旋動量。他們分別從解析和數(shù)值兩方


本文編號：2999080