發(fā)布時間：2021-04-25 17:54

　　近些年來,光學技術在微納領域取得了廣泛的應用,光場調控受到了越來越多的關注。在傳統光學系統中,光線通過電介質透鏡或拋物線形反射器進行聚焦。這種聚焦的光學元件體積龐大且外形彎曲,阻礙了現代光電器件微型化發(fā)展。近來提出了超表面（metasurface）概念,超表面是由一系列亞波長尺寸的納米天線單元組成,可對光束波前相位進行0-2π范圍的靈活調制。超表面作為平面和亞波長尺寸超薄器件的代表,可以整合拋物線形透射或反射相位實現傳統透鏡的聚焦功能。本論文的主要研究內容從超透鏡出發(fā),研究超透鏡對焦場的調控以及實際光學應用。工作內容重點概況如下:首先,我們設計了基于TiO₂納米天線陣列單焦點超透鏡和縱向多焦點超透鏡,可以高度靈活地調控焦場焦距、數值孔徑、焦斑數量和軌道角動量等參數。然后,提出了多焦點渦旋超透鏡能夠在空間任意位置產生多個具有特定軌道角動量的焦場,并研究了高折射率納米粒子和低折射率納米粒子在渦旋焦場中的受力。接著,利用多區(qū)域全息超表面和多個亞波長探測器實現了新穎的和可擴展的軌道角動量檢測方案。最后,提出了基于全息超表面的新型表面等離子體光鑷,能夠捕獲和操控各種不同種類... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：57 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 超表面研究進展
        1.1.1 廣義反射和折射定律
        1.1.2 基于Pancharatnam-Berry相位超表面
    1.2 超表面功能器件—超透鏡
    1.3 本文主要研究內容
第二章 基于透射型超透鏡的焦場調控
    2.1 引言
2天線超透鏡設計">    2.2 基于TiO₂天線超透鏡設計
    2.3 單焦點超透鏡焦場調控
        2.3.1 聚焦特性
        2.3.2 不同焦距的超透鏡
        2.3.3 不同數值孔徑（NA）的超透鏡
        2.3.4 不同軌道角動量的超透鏡
    2.4 縱向多焦點超透鏡焦場調控
第三章 基于多焦點渦旋超透鏡的納米粒子捕獲和操控
    3.1 引言
    3.2 雙焦點渦旋超透鏡的設計
    3.3 MOVM捕獲和操控納米顆粒
    3.4 4π超透鏡系統
第四章 基于多區(qū)域全息超表面的光學軌道角動量檢測
    4.1 引言
    4.2 多區(qū)域全息超表面的設計
    4.3 表面等離激元焦場生成及應用
    4.4 OAM查找表的設計
第五章 基于全息超表面的納米粒子捕獲和操控
    5.1 引言
    5.2 SP焦場與納米粒子相互作用
    5.3 表面等離子體光鑷設計及介質粒子受力分析
    5.4 捕獲和操控金屬納米粒子
第六章 總結和展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3159831