一种用于柱状偏振光的生成与聚焦的微球透镜制造技术

本发明专利技术公开了一种用于柱状偏振光的生成与聚焦的微球透镜，所述微球透镜的表面刻有准周期性的亚波长光栅结构；其中，亚波长光栅结构处于入射光照射的半球表面，但不覆盖中心区域；光栅结构的周期小于入射光波长；光栅为曲线，且光栅槽宽逐渐变化；光栅的光栅矢量由球面位置来确定，即光栅矢量与光栅在球面上的方位以及光栅与中心点的距离有关；光栅的刻蚀深度为百纳米量级。本发明专利技术微球透镜除具有光学聚焦功能外，还能够生成任意角度的柱状偏振光，实现中空的聚焦光斑，即光束中心强度为零；可广泛应用于光镊、光刻、光学微加工和光学超分辨等技术领域，结合现有的光学显微镜系统，可实现对微纳粒子的三维自由操作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于柱状偏振光的生成与聚焦的微球透镜
本专利技术属于光学成像
，具体涉及一种用于柱状偏振光的生成与聚焦的微球透镜。
技术介绍
柱状偏振光束具有一种特殊的偏振状态，不同与普通的线偏振光或圆偏振光，其光束中各点的偏振方向与方位角有关，且偏振方向关于光轴呈轴对称分布。当各点的偏振方向与矢径方向一致时，称为径向偏振光；当各点的偏振方向与矢径方向垂直时，称为角向偏振光。任意角度的柱状偏振光均可看成径向偏振光与角向偏振光的叠加效果。由于柱状偏振光的偏振状态具有轴对称性，所以其独特的紧聚焦性能也受到研究者们越来越多的关注和研究。结合振幅、相位与偏振的调制，当利用高数值孔径物镜聚焦圆柱矢量光束时，可产生亚波长特征尺寸的圆对称光斑，克服了传统的光学衍射极限；另外，柱状偏振光会聚后会形成空心光束，光轴中心位置光强为零，因此可以用作光学陷阱，捕获、操纵粒子，实现微米级粒子的三维自由操纵。此外，柱状偏振光还可广泛应用于高密度的数据存储、二次谐波的产生、拉曼光谱、纳米光刻、激光切割、材料加工、粒子加速、全光磁记录与自旋波操控等领域。因此，生成和聚焦柱状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于柱状偏振光的生成与聚焦的微球透镜，其特征在于：所述微球透镜的表面刻有准周期性的亚波长光栅结构；/n其中，所述亚波长光栅结构处于入射光照射的半球表面，但不覆盖中心区域；/n所述亚波长光栅结构的周期小于入射光波长；/n所述亚波长光栅为曲线，且光栅槽宽逐渐变化；/n所述亚波长光栅的光栅矢量由球面位置来确定，即光栅矢量与光栅在球面上的方位以及光栅与中心点的距离有关；/n所述亚波长光栅的刻蚀深度为百纳米量级。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于柱状偏振光的生成与聚焦的微球透镜，其特征在于：所述微球透镜的表面刻有准周期性的亚波长光栅结构；
其中，所述亚波长光栅结构处于入射光照射的半球表面，但不覆盖中心区域；
所述亚波长光栅结构的周期小于入射光波长；
所述亚波长光栅为曲线，且光栅槽宽逐渐变化；
所述亚波长光栅的光栅矢量由球面位置来确定，即光栅矢量与光栅在球面上的方位以及光栅与中心点的距离有关；
所述亚波长光栅的刻蚀深度为百纳米量级。


2.根据权利要求1所述的一种用于柱状偏振光的生成与聚焦的微球透镜，其特征在于：所述亚波长光栅结构中定义光栅矢量为其大小为k＝2π/Λ(Λ为光栅的周期)，方向为垂直光栅槽的方向；
光栅矢量随方位角以及矢径的变化而变化，光栅矢量表示为：



其中，k0为初始光栅矢量的大小，和分别为极坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌进中，郭金坤，袁影，刘鑫，王晓蕊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61