一维光子晶体负折射透镜的柱矢量光束焦场调控
[Abstract]:Cylindrical vector beam has unique intensity and polarization distribution, and its sub-wavelength focusing has special properties and wide applications. Researchers have proposed many different realization and control methods. However, the existing methods have some limitations. It is difficult for the traditional lens to achieve more compact focusing and the flexibility of controlling the focal field is low, so the research focus turns to the micro-structure field. The cylindrical symmetric equidistant exciton lens can focus on the radial component of the cylindrical vector beam, and has the advantage of high integration of devices, but has the limitation of polarization state. In order to extend the application field of wide-column vector beam focusing, it is necessary to achieve tight focusing beyond the limit of polarization state of focused beam, and further flexible control of focal field is needed. In this paper, based on the one-dimensional photonic crystal theory, we use the negative refraction effect of the second band to the orthogonal polarization at the same time. A cylindrical symmetric one-dimensional photonic crystal flat concave lens structure is designed to focus each polarization component of cylindrical vector beam at the same time. Furthermore, the transverse and longitudinal field distribution of the focal field can be flexibly controlled by changing the polarization component of the cylindrical vector beam and the shape of the exit surface of the trimmed concave mirror. Based on this, the flat cone lens structure of one-dimensional photonic crystal is proposed for the first time, and the special focal field of the optical needle and tube with the characteristics of long focal depth is realized. Among them, the transverse half-width of the focal field of the optical needle reaches the theoretical minimum of 0.36 位. Moreover, the focal depth of the focal field can be flexibly adjusted by changing the size of the device. Based on the work of one-dimensional photonic crystal, a kind of homogeneous dielectric structure, called negative refractive index dielectric grating lens, is derived by means of negative refraction effect, and the focusing and focal field regulation of cylindrical vector beam are studied. The focus phenomenon and the control effect are realized. The work in this paper provides a new cutting angle for the sub-wavelength control of column vector beam, and extends the application of negative refractive index material one-dimensional photonic crystal and grating lens in the field of column vector beam control, which can be used for optical microscopy, micro-nano optical processing, and so on. The application fields of optical micro-manipulation provide theoretical reference.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O734;O436.3
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