超表面的設(shè)計和應(yīng)用是近幾年來光學(xué)領(lǐng)域中的前沿?zé)狳c(diǎn)之一,同時也是一個涉及物理、材料、光學(xué)、量子信息等方向的跨學(xué)科交叉研究的領(lǐng)域。超表面能夠通過對其材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理巧妙的設(shè)計,不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)備波前整形、偏振控制等功能,此外又具備制造方便、結(jié)構(gòu)集成、實(shí)現(xiàn)負(fù)折射等一些傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)備不具有的特性,因此超表面在各個領(lǐng)域的實(shí)用性日益增加。本文基于超表面對光場的調(diào)控能力,設(shè)計了一種透射式超表面結(jié)構(gòu),能夠在基底表面形成一種空心聚焦型的光場分布,并分析了氟化鎂分子囚禁于該藍(lán)失諧光場中時受到的光學(xué)勢、偶極力等特征參數(shù)。所設(shè)計的超表面是一種同心環(huán)型硅光柵的結(jié)構(gòu),相位分布是聚焦型透鏡和0-π型相位板相位分布的疊加,通過不同寬度和高度的環(huán)型結(jié)構(gòu)排布于二氧化硅表面實(shí)現(xiàn)不同位置對入射光相位的調(diào)控,使得焦點(diǎn)處出現(xiàn)光強(qiáng)小于四周的“暗斑”。同時,在保證了超表面透射率和聚焦效率的基礎(chǔ)上,也對空心區(qū)域大小進(jìn)行了研究,當(dāng)0-π型相位板的環(huán)數(shù)或者超表面本身的相對孔徑發(fā)生變化時,能夠讓空心區(qū)域的大小有300nm左右的變化區(qū)間。最后對位于空心光場會中的分子特性進(jìn)行理論分析,得到分子在囚禁區(qū)域邊界上的力有1.57×10^-... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 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1章 緒論
    1.1 超表面的研究背景
        1.1.1 超表面的發(fā)展歷史
        1.1.2 超表面的應(yīng)用
    1.2 冷原子和分子的表面囚禁研究
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于超表面的空心聚焦光束的產(chǎn)生
    2.1 超表面的設(shè)計
    2.2 超表面的特性研究
    2.3 不同孔徑和相位分布對于空心區(qū)域的影響
    2.4 本章小結(jié)
第3章 表面空心聚焦的超表面應(yīng)用于氟化鎂分子囚禁
    3.1 氟化鎂分子在光場中的光學(xué)勢及偶極力
    3.2 氟化鎂分子和超表面之間的范德瓦爾斯力
    3.3 本章小結(jié)
第4章 總結(jié)與展望
    4.1 論文工作的總結(jié)
    4.2 論文工作的展望
參考文獻(xiàn)
附錄
在校期間取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超表面相位調(diào)控原理及應(yīng)用[J]. 李雄,馬曉亮,羅先剛.  光電工程. 2017(03)
[2]Advances in communications using optical vortices[J]. Jian Wang.  Photonics Research. 2016(05)



本文編號：3201664