近些年來,光學(xué)技術(shù)在微納領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用,光場調(diào)控受到了越來越多的關(guān)注。在傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)中,光線通過電介質(zhì)透鏡或拋物線形反射器進(jìn)行聚焦。這種聚焦的光學(xué)元件體積龐大且外形彎曲,阻礙了現(xiàn)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(jìn)行0-2π范圍的靈活調(diào)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(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)透鏡的聚焦功能。本論文的主要研究內(nèi)容從超透鏡出發(fā),研究超透鏡對焦場的調(diào)控以及實(shí)際光學(xué)應(yīng)用。工作內(nèi)容重點(diǎn)概況如下:首先,我們設(shè)計(jì)了基于TiO₂納米天線陣列單焦點(diǎn)超透鏡和縱向多焦點(diǎn)超透鏡,可以高度靈活地調(diào)控焦場焦距、數(shù)值孔徑、焦斑數(shù)量和軌道角動量等參數(shù)。然后,提出了多焦點(diǎn)渦旋超透鏡能夠在空間任意位置產(chǎn)生多個(gè)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(gè)亞波長探測器實(shí)現(xiàn)了新穎的和可擴(kuò)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(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)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(jìn)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(nèi)容
第二章 基于透射型超透鏡的焦場調(diào)控
    2.1 引言
2天線超透鏡設(shè)計(jì)">    2.2 基于TiO₂天線超透鏡設(shè)計(jì)
    2.3 單焦點(diǎn)超透鏡焦場調(diào)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(shù)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(diǎn)超透鏡焦場調(diào)控
第三章 基于多焦點(diǎn)渦旋超透鏡的納米粒子捕獲和操控
    3.1 引言
    3.2 雙焦點(diǎn)渦旋超透鏡的設(shè)計(jì)
    3.3 MOVM捕獲和操控納米顆粒
    3.4 4π超透鏡系統(tǒng)
第四章 基于多區(qū)域全息超表面的光學(xué)軌道角動量檢測
    4.1 引言
    4.2 多區(qū)域全息超表面的設(shè)計(jì)
    4.3 表面等離激元焦場生成及應(yīng)用
    4.4 OAM查找表的設(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)及介質(zhì)粒子受力分析
    5.4 捕獲和操控金屬納米粒子
第六章 總結(jié)和展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介



本文編號：3159831