一种光子纳米喷射的微柱阵列、制备方法及光学系统技术方案

本发明专利技术涉及光学技术领域，具体提供一种光子纳米喷射的微柱阵列、制备方法及光学系统，利用高折射率介质材料和微柱内部结构的波叠加作用，进一步压缩束宽，当改变微柱内部某一结构参数使其谐振时，束宽存在极小值；越接近谐振状态，束宽越窄，改变微柱内部结构，可以使光斑出射。同时，为了易于加工和使用，光子纳米喷射的微柱阵列可产生具有百纳米以下束宽的双光束纳米喷射，降低了加工和使用难度，这些结构可用于激光加工提高刻蚀精度，超分辨成像提高成像分辨率和单分子探测等领域。提高成像分辨率和单分子探测等领域。提高成像分辨率和单分子探测等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种光子纳米喷射的微柱阵列、制备方法及光学系统


[0001]本专利技术涉及光学
，特别涉及一种光子纳米喷射的微柱阵列、制备方法及光学系统。

技术介绍

[0002]光学显微镜的分辨率取决于入射光在远场产生光斑的大小，十九世纪末，德国物理学家阿贝指出，光学显微镜的分辨率极限为照明波长的二分之一。光子纳米喷射(Phtonicnanojet)是光束照射微粒(微球或微柱)在其背向阴影侧产生的一种亚波长高强度窄光束，可以突破衍射极限。且由于其具有高强度超分辨率聚焦等特性，可以应用于激光加工，超分辨成像，单分子探测等领域。光子纳米喷射的核心参数包括束宽(也称全宽半高，FWHM)，峰值强度，有效长度等。其中束宽是其突破衍射最直接的指标。
[0003]近年来研究者们提出一系列办法来缩短束宽。但是受限于使用低折射率介质材料，束宽大都在一百纳米以上，而使用高折射率材料会增加高频分量，产生更窄的光子纳米喷射，但是当折射率对比大于2时，光子纳米喷射会聚焦在内部，此时基于低折射率的微柱结构不再适用，需要新的设计方法解决这一问题。同时，由于微柱尺度小，不易加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光子纳米喷射的微柱阵列，其特征在于，包括两种折射率介质材料，分别对应第一折射率介质材料区和第二折射率介质材料区，所述第二折射率介质材料区为两个嵌入三角形结构，所述第一折射率介质材料区上具有所述两个嵌入三角形结构相对应的缺口结构，所述第一折射率介质材料区和所述第二折射率介质材料区构成圆形结构，所述第一折射率介质材料区的第一折射率小于2，所述第二折射率介质材料区的第二折射率大于2，围绕所述圆形结构设有环形结构，所述环形结构的环形折射率与所述第二折射率介质材料区的第二折射率相同，平行光由所述第一折射率介质材料区朝向所述第二折射率介质材料区入射后得到光子纳米喷射。2.根据权利要求1所述的光子纳米喷射的微柱阵列，其特征在于，所述第一折射率介质材料区的第一折射率n1＝1.43，所述第一折射率介质材料区的半径为6λ，所述环形结构的半径为6.2λ，所述环形折射率n2＝3.5，所述缺口结构距离圆心的横向距离h＝5.28λ，所述两个嵌入三角形结构之间的间隔距离w为0.2um，其中λ为常数；所述平行光的波长为565nm，沿y轴正向传播z轴偏振入射，外部环境为空气，折合率为1，所述平行光入射时横向半高全宽为66.7nm的光子纳米喷射。3.一种光子纳米喷射的微柱阵列，其特征在于，包括三种折射率介质材料，分别对应结构基底、第一折射率介质材料区和第二折射率介质材料区，所述第一折射率介质材料区具有第一台阶结构、第二台阶结构、第三台阶结构、第四台阶结构以及第五台阶结构，所述二折射率介质材料区包围所述第一折射率介质材料区设置，所述第一折射率介质材料区与所述第二折射率介质材料区之间保持固定间隔，所述第一台阶结构通过所述第二折射率介质材料区与所述结构基底成为一体，所述结构基底的基底折射率、所述第一折射率介质材料区的第一折射率和所述第二折射率介质材料区的第二折射率均不相同，所述结构基底背离所述第一折射率介质材料区的一侧为入射端，平行光由所述入射端入射得到两侧对称得到双光子纳米喷射。4.根据权利要求3所述的光子纳米喷射的微柱阵列，其特征在于，所述结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴一辉，邢燚，周文超，王越，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：