基于錐形微米管的亞波長(zhǎng)聚焦效應(yīng)的研究.pdf

1、近年來(lái)，在光學(xué)領(lǐng)域中，亞波長(zhǎng)聚焦和成像的研究一直是一個(gè)熱點(diǎn)。傳統(tǒng)光學(xué)中的Abbe-Rayleigh衍射極限一直以來(lái)都是提高光學(xué)系統(tǒng)成像分辨率至半波長(zhǎng)以下量級(jí)的瓶頸。突破衍射極限的系統(tǒng)分辨率以及獲得半高寬小于半波長(zhǎng)的亞波長(zhǎng)尺度的聚焦光斑，在眾多的領(lǐng)域里都具有重要的應(yīng)用價(jià)值，如半導(dǎo)體光刻、光學(xué)捕獲技術(shù)、光學(xué)存儲(chǔ)以及共聚焦顯微等領(lǐng)域。
　　 本文基于直接角譜合成的思想，提出了一種新的亞波長(zhǎng)聚焦器件——錐形微米管，利用其出射光波的相干特

2、性在遠(yuǎn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)聚焦。利用3D-BPM算法對(duì)此結(jié)構(gòu)的聚焦效果進(jìn)行了仿真計(jì)算，并詳細(xì)分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)和入射光場(chǎng)性質(zhì)對(duì)聚焦效果的影響。使用熱拉伸法制備了錐形微米管，并且利用波長(zhǎng)為671nm的激光通過(guò)錐形微米管進(jìn)行聚焦實(shí)驗(yàn)，通過(guò)SNOM探針掃描測(cè)量，得到距離出射端面1.47μm(2.2λ)處FWHM為435nm(0.65λ)的亞波長(zhǎng)聚焦光斑，結(jié)果與數(shù)值仿真基本一致。這種錐形微米管具有損耗小、傳輸距離遠(yuǎn)、制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。
　　 本文

3、第一章介紹了亞波長(zhǎng)聚焦這個(gè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀以及最新進(jìn)展，具體包括基于負(fù)折射率材料的“超透鏡”，等離子體平面透鏡，納米孔陣列，微納光纖陣列和微納鍺環(huán)等五種目前比較重要的幾種實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)聚焦的方法。
　　 第二章首先闡釋了基于角譜合成的亞波長(zhǎng)聚焦理論分析，并借鑒驗(yàn)證該理論的實(shí)驗(yàn)裝置提出了錐形微米管結(jié)構(gòu)。
　　 第三章利用通過(guò)3D-BPM進(jìn)行仿真計(jì)算，詳細(xì)分析了錐形微米管的各結(jié)構(gòu)參數(shù)和輸入光場(chǎng)性質(zhì)對(duì)聚焦效果的影響。