电磁波传播结构制造技术

本发明专利技术公开了一种电磁波传播结构，其包括主体，该主体具有能够阻止该电磁波传播的表面，该主体包括入射端和在该波传播方向对着该入射端的出射端。该主体形成了两个波传播通路，这两个波传播通路互相之间分隔开的距离不大于该电磁波的波长。每个波传播通路均从该入射端延伸到该出射端，而且其内部尺寸不大于该电磁波的波长的一半。该电磁波传播结构适合使电磁波通过该波传播通路传播，以将它聚焦为其光斑尺寸小于该电磁波的波长的一半的光斑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电磁波传播结构，更具体地说，本专利技术涉及一种,衍射 极限并提高弓l入了该电磁波传播结构的光学系统的分辨率和精度的电磁波传播 结构。
技术介绍
电磁波技术，特别是，光学技术，是在诸如医学检查、精确测量、半导体工业等的高技术行业中:ir践用的基本技术之一。因此，寻找提高光学技术 的分辨率和精度的方法正是学术界和工业界的努力目标。光的特性受衍射极限的限制，衍射极限限制角itf (衍射角的正弦(sine)) 和光束宽度(2w)的乘积的最小值。当前，光学系统中对聚焦光斑可以实现的 最高分辨率约为入射光束波长的0.61倍(1一D波长的一半)。通过0^该衍射 极限，可以使光聚焦为其大小远小于该光的波长的光斑，从而提高光学系统的 分辨率和精度。当前，提高光学分辨率的方法有三种，它们是减小该光束的波长、增大 该光束通过其传播的光学介质的折射率以及采用禾拥最大光锥半角的光学透 镜。这3种方法中，降低该光束的波长的方法产生最显著的效果，因此，也是 最广践用的方法。例如，在半导体制造过程中采用的光蚀刻和光刻方法中， 将曝光和显影使用的光束的波长縮短到紫外光的波长范围内。然而，该方法的问题在于，增加了进一步縮短波长以及相应制造技术的难度，而且增加了^5:相应设施所需的成本，这些甚至成为相关技术领 步的瓶颈。因此，为了提高光学系统的雄率和精度，如何繊限制各种光学应用的 衍射极限成为要自的挑战。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是掛共一种能^l高光学系统中的分辨率和精度的电 磁波传播结构。根据本专利技术的一个方面，掛共了一种适合用于电磁波传播系统的电磁波传 播结构。该电磁波传播系统包括波鄉模块和波接收模块，具有某个波长的电磁波适合在波传播方向从该波^l寸模i刺专播。该电磁波传播结构包括主体， 其表面會,Hih该电磁波传播，而且它包括入射端和在该波传播方向对着i^A 射端的出射端。该主体形成了两个波传播通路，这两个波传播通路互相之间分 离开的距离不大于该电磁波的波长。每个波传播鹏从^A射端延伸到该出射 端，而且其内部尺寸不大于该电磁波的波长的一半。该电磁波传播结构适合使 电磁波通过该波传播通路从该波，模刺专播到该波接收模块，以将它聚焦为 其光斑尺寸小于该电磁波的波长的一半的光斑。本专利技术的另一个目的是提供一种适合产生超准直光束的电磁波传播结构。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种适合用于电磁波传播系统中的电磁 波传播结构。该电磁波传播系统包括波，模块，具有某个波长的电^^ig合在波传播方向从该波mH對刺专播。该电磁波传播结构包括主体，其表面能够阻止该电磁波传播，而且它包括入射端和在该波传播方向对着该入射端的出射端。该主体形成了两个波传播通路，这两个波传播S^互相之间分离开的距 离不大于该电磁波的波长，每个波传播il^各从^A射端延伸到该出射端，而且 其内部尺寸不大于该电磁波的波长的一半。该主,该波传播方向确定中轴。 每个波传播il^各分别在该主体的入射端具有入射口 ，在该主体的出射端具有出射口，而且具有在i^A射口与出射口之间延伸的内部部分，该内部部分确定平 行于该中轴的中心线，而且其内部尺寸不大于该出射口的内部尺寸。该波传播 通路的内部部分相对于该中轴对称，每个波传播通路的出射口相对于相应的一 个该波传播通路的中心m称。在该出射端上，该主体进一步形成多个周期性 布置的凹槽。每个凹槽的内部尺寸均不大于该电磁波的波长的一半。该凹槽中 的相邻凹槽互相之间分离开的距离不大于该电磁波的波长。至少设置每个凹槽的内部尺寸和深度以及该凹槽中相邻凹槽之间的距离 之一，以使该电磁波传播结构适合使电磁波通过该波传播通路从该波皿模块 传播，以在该中轴附近重叠并继续作为超准直光束传播。 附图说明根据下面参考附图对，实施例所做的详细描述，本专利技术的其他特征和优 点显而易见，其中.-图1是根据本专利技术的电磁波传播结构的第一 实施例的示意图2是示出对第一雌实施例获得的z向磁场的模拟结果的磁场纟艘图3是示出对第一，实施例获得的y向电场的净莫拟结果的电场弓虽度图； 图4是示出对第一 实施例获得的y向极化电流的模拟结果的电流强度图5是示出对第一优选实施例获得的x向极化电流的模拟结果的电流强度图6是示出对第一 实施例获得的z向磁场的另一个模拟结果的磁场强度图7示出对第一,实施例获得的时间平均x向电场能量分布的模拟结果；图8示出对第一tm实施例获得的时间平均z向磁场能量分布的模拟结果；图9示出对第一,实施例获得的电场和磁场的x向坡印廷(Poynting) 矢量的时间平均场能流的模拟结果；图10示出对第一i^实施例获得的电场和磁场的y向坡印廷矢量的时间 平均场能流的模拟结果；图11是根据本专利技术的电磁波传播结构的第二tt实施例的示意图12是示出对第二 实施例获得的z向磁场的模拟结果的磁场强度图; 图13是根据本专利技术的电磁波传，番结构的第三 实施例的示意图； 图14是根据本专利技术的电磁波传播结构的第四优选实施例的示意图； 图15是根据本专利技术的电磁波传播结构的第五优选实施例的示意图； 图16是根据本专利技术的电磁波传播结构的第六 实施例的示意图； 图17是根据本专利技术的电磁波传播结构的第七itt实施例的示意图； 图18是示出对第七iM实施例获得的z向磁场的模拟结果的磁场纟雖图; 图19是根据本专利技术的电磁波传播结构的第八优选实施例的示意图； 图20示出对第八，实施例获得的时间平均x向电场能量分布的模拟结果；图21是根据本专利技术的电磁波传播结构的第九ttii实施例的示意图； 图22是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十优选实施例的示意图； 图23是 本专利技术的电磁波传播结构的第十一 实施例的示意图； 图24是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十二im实施例的示意图； 图25是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十三，实施例的示意图26是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十四 实施例的示意图； 图27是示出对第十四 实施例获得的z向磁场的模拟结果的磁场 驢图28是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十五 实施例的示意图； 图29是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十六雌实施例的示意图； 图30是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十七优选实施例的示意亂 图31是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十八im实施例的示意图； 图32是根据本专利技术的电磁波传播结构的第十九ttit实施例的示意图； 图33是根据本专利技术的电磁波传播结构的第二十,实施例的示意图； 图34是示出对第二十 实施例获得的z向磁场的模拟结果的磁场纟M图35是根据本专利技术的电磁波传播结构的第二十一,实施例的示意图； 图36是根据本专利技术的电磁波传播结构的第二十二im实施例的示意以及图37是包括了本专利技术的电磁波传播结构的电磁波传播系统的方框图。具体鄉方式在更详细说明本专利技术之前，应该注意，在本申请中，禾l佣相同的附图标记 表示相同的元件。参考图1，采用根据本专利技术的电磁波传播结构的第一,实施例使电磁波 通过其传播。因为麦克斯韦等式的通用性，本专利技术的电磁波传播结构对包括可 见光、非可见光等的各种波长和频率的电磁波可以通用。该电磁波传播结构包 括主体l，由两个波传播通路2形成，每次在该电磁波通过其传播时，都利 用这两个波传播通路2改变电磁波的传播方向和能量分布。主体1具有旨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合用在包括波发射模块和波接收模块的电磁波传播系统中的电磁波传播结构，具有波长的电磁波由该波发射模块适合在波传播方向传播，所述电磁波传播结构包括：　主体，其具有能够阻止该电磁波传播的表面，而且它包括入射端和在该波传播方向相对所述入射端的出射端，所述主体形成有两个波传播通路，这两个波传播通路互相之间分隔一段距离，该距离不大于该电磁波的波长，每个所述波传播通路从所述入射端延伸到所述出射端，和具有不大于该电磁波波长一半的内部尺寸；以及　其中，所述电磁波传播结构适合使电磁波通过所述波传播通路从该波发射模块向该波接收模块传播，以将它聚焦为光斑，该光斑的光斑尺寸小于该电磁波波长一半。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈宽任，
申请(专利权)人：陈宽任，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]