用于片上聚焦柱矢量光束的超表面结构及片上检测装置制造方法及图纸

一种用于片上聚焦柱矢量光束的超表面结构，其包括：多个第一自旋响应结构单元，其中每个第一自旋响应结构单元包括：长条形的第一纳米狭缝；和长条形的第二纳米狭缝，其中第二纳米狭缝的长轴垂直于第一纳米狭缝的长轴，多个第一纳米狭缝的中心点分别沿半环形轨迹以均匀间隔进行排列，多个第二纳米狭缝分别位于半环形轨迹的径向外侧，并且对于同一个第一自旋响应结构单元，第一纳米狭缝的长轴与第二纳米狭缝的长轴之间的角平分线与半环形轨迹在第一纳米狭缝的中心点处的切线的方向相同，以使得柱矢量光束垂直照射超表面结构时聚焦在超表面结构上的一点处。还提出了一种包括如上超表面结构的检测柱矢量光束的阶数的片上检测装置。装置。装置。

【技术实现步骤摘要】
用于片上聚焦柱矢量光束的超表面结构及片上检测装置


[0001]本申请属于光学
，尤其涉及一种用于片上聚焦柱矢量光束的超表面结构以及一种用于检测柱矢量光束的阶数的片上检测装置。

技术介绍

[0002]柱矢量光束(CVB)为一种新型的涡旋光束，其可以分解为正交自旋态、拓扑荷相反的两个涡旋光束。与传统的涡旋光束相比，除了不同阶数彼此正交之外，相同阶数、相位相差90
°
的柱矢量光束彼此也是正交的，正由于柱矢量光束具有这种双重正交性，因此柱矢量光束在大容量光通信等领域被广泛地应用。
[0003]在目前的柱矢量光束的应用中，为了使柱矢量光束发挥出最大的性能，通常需要使柱矢量光束聚焦，并通过检测其聚焦点来检测柱矢量光束的阶数。然而，这通常需要多种光学器件、庞大的光学系统、复杂的检测过程、低的衍射效率等，这些要求限制了柱矢量光束的应用范围。因此，如何用简单的机制实现柱矢量光束的片上集成化和检测仍然是一个挑战。

技术实现思路

[0004]鉴于以上，本申请提出一种用于片上聚焦柱矢量光束的超表面结构以及一种用于检测柱矢量光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于片上聚焦柱矢量光束的超表面结构，其特征在于，包括：多个第一自旋响应结构单元，其中每个所述第一自旋响应结构单元包括：长条形的第一纳米狭缝；和长条形的第二纳米狭缝，其中所述第二纳米狭缝的长轴垂直于所述第一纳米狭缝的长轴，其中，多个所述第一纳米狭缝的中心点分别沿半环形轨迹以均匀间隔进行排列，多个所述第二纳米狭缝分别位于所述半环形轨迹的径向外侧，并且对于同一个所述第一自旋响应结构单元，所述第一纳米狭缝的长轴与所述第二纳米狭缝的长轴之间的角平分线与所述半环形轨迹在所述第一纳米狭缝的中心点处的切线的方向相同，以使得所述柱矢量光束垂直照射所述超表面结构时聚焦在所述超表面结构上的一点处。2.根据权利要求1所述的超表面结构，其特征在于，对于同一个所述第一自旋响应结构单元，所述第二纳米狭缝的中心点到所述半环形轨迹在所述第一纳米狭缝的中心点处的切线的垂线段距离为S，所述垂线段的延长线与所述半环形轨迹的交点在所述半环形轨迹上到所述第一纳米狭缝的中心点的圆弧距离为d，S和d分别满足如下关系式：其中，λ0为所述柱矢量光束的入射波长，∈1为空气的介电常数，∈2为所述超表面结构的介电常数，λ
SPP
为所述柱矢量光束在所述超表面结构上激发出的表面等离激元的传输波长，其中相邻的两个所述第一纳米狭缝的中心点在所述半环形轨迹上的圆弧距离为D，并且D＝2d。3.根据权利要求2所述的超表面结构，其特征在于，所述半环形轨迹为上半环形轨迹，其中：所述多个第一自旋响应结构单元中最左侧的第一自旋响应结构单元呈倒置人字形，使得所述柱矢量光束垂直照射所述超表面结构时所述柱矢量光束的右旋圆偏振光聚焦在所述超表面结构上的一点处；或者所述多个第一自旋响应结构单元中最左侧的第一自旋响应结构单元呈人字形，使得所述柱矢量光束垂直照射所述超表面结构时所述柱矢量光束的左旋圆偏振光聚焦在所述超表面结构上的一点处。4.根据权利要求3所述的超表面结构，其特征在于，所述超表面结构还包括多个第二自旋响应结构单元，其中每个所述第二自旋响应结构单元包括：长条形的第三纳米狭缝；和长条形的第四纳米狭缝，其中所述第四纳米狭缝的长轴垂直于所述第三纳米狭缝的长轴，其中，多个所述第三纳米狭缝的中心点分别沿下半环形轨迹以均匀间隔进行排列，多个所述第四纳米狭缝分别位于所述下半环形轨迹的径向外侧，所述下半环轨迹为与所述上半环轨迹间隔所述传输波长λ
SPP
的整数倍设置的同心半环形轨迹，
对于同一个所述第二自旋响应结构单元，所述第三纳米狭缝的长轴与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佩军，付亚男，闵长俊，张聿全，袁小聪，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：