渦旋光束和柱狀矢量光束具有隨空間變化的波前相位分布和偏振分布,這些特性使得它們在光通信、量子糾纏、光鑷子、顯微技術(shù)、激光加工等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的渦旋光束/矢量光束生成和檢測手段往往需要大量體光學(xué)元件,復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)限制了它們的應(yīng)用。表面等離激元可以將電磁波限制在亞波長的尺度上,這種在納米尺度操縱光波的能力使得表面等離子體器件成為光電、生物、化學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文主要針對表面等離激元的耦合和傳輸特性,研究片上矢量渦旋光束的檢測或生成,探索對矢量光束進(jìn)行操縱的表面等離子體器件的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。本論文的主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.基于表面等離激元的干涉現(xiàn)象,提出了一種同時探測矢量渦旋光束自旋和軌道角動量的表面等離子體器件設(shè)計(jì)方案。已有的研究對矢量渦旋光束自旋和軌道角動量同時探測的討論十分有限。本論文所提出的結(jié)構(gòu)可以區(qū)分通信波段上拓?fù)潆姾蓴?shù)|l|<3的矢量渦旋光束和標(biāo)量渦旋光束。該結(jié)構(gòu)適用于整數(shù)階和非整數(shù)階軌道角動量光束的探測,拓?fù)潆姾蓴?shù)可以根據(jù)干涉圖樣特征條紋位置直接讀出。此外,該結(jié)構(gòu)還具有非破壞性探測、設(shè)計(jì)靈活、較大的制造公差容忍度等優(yōu)點(diǎn)。2.借鑒體光學(xué)器件波帶片的原... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 矢量渦旋光束與高速光網(wǎng)絡(luò)
        1.1.2 矢量渦旋光束與量子糾纏
        1.1.3 矢量光束和渦旋光束的其他應(yīng)用
    1.2 矢量光束和渦旋光束生成與檢測的研究現(xiàn)狀
    1.3 微納光器件生成渦旋光束和矢量光束的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于Metasurface的渦旋光束和矢量光束生成
        1.3.2 基于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的渦旋光束和矢量光束生成
        1.3.3 等離子體漩渦的生成與應(yīng)用
    1.4 微納光器件檢測渦旋光束的研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排
2 表面等離激元與渦旋光束理論基礎(chǔ)
    2.1 表面等離激元理論基礎(chǔ)
    2.2 渦旋光束理論基礎(chǔ)
        2.2.1 光的軌道角動量
        2.2.2 標(biāo)量渦旋光束
        2.2.3 矢量渦旋光束
3 矢量渦旋光束近場探測器件的研究
    3.1 引言
    3.2 基于表面等離激元干涉的矢量渦旋光束檢測器件
        3.2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 軌道角動量檢測與平行縫隙設(shè)計(jì)
        3.2.3 自旋角動量檢測與V型縫隙設(shè)計(jì)
        3.2.4 討論與分析
    3.3 基于SPP平面內(nèi)波帶片的渦旋光束檢測器件
        3.3.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.2 討論與分析
        3.3.3 結(jié)構(gòu)改進(jìn)及討論
    3.4 小結(jié)
4 基于表面等離激元平面內(nèi)全反射的角向偏振光束近場匯聚器件的研究
    4.1 引言
    4.2 非對稱金屬三層波導(dǎo)與SPP平面內(nèi)全反射
    4.3 角向偏振光束近場匯聚
    4.4 徑向偏振分量與角向偏振分量同時匯聚的研究
    4.5 基于平面內(nèi)全反射角向偏振光束透鏡的折射率傳感器
    4.6 小結(jié)
5 混合階龐加萊球上任意態(tài)光束生成的研究
    5.1 引言
    5.2 高階龐加萊球和混合階龐加萊球
    5.3 生成混合階龐加萊球上任意態(tài)光束的METASURFACE設(shè)計(jì)
    5.4 結(jié)果與討論
    5.5 小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 下一步擬進(jìn)行的工作
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]100G WDM傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)用與分析[J]. 郭大林.  信息通信. 2015(11)
[2]全光控制產(chǎn)生任意矢量光束[J]. 劉國威,楊艷芳,何英,鄭曉,羅祝裕.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]光纖通信系統(tǒng)中DWDM技術(shù)的近期發(fā)展[J]. 黃瑞.  中國管理信息化. 2014(08)
[4]100G WDM技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用策略研究[J]. 陳曉嬌,張紅,尹祖新.  郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2013(11)
[5]100G WDM/OTN技術(shù)及工程設(shè)計(jì)研究[J]. 趙小強(qiáng),王迎春,李勇.  郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2013(05)
[6]OTDM（光時分復(fù)用）技術(shù)的現(xiàn)狀和展望[J]. 李銳,李洪祚,高曉來.  長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(12)



本文編號：3193078