光场横向自旋角动量的特性及应用研究

发布时间：2021-01-25 10:35

　　横向自旋是近年来发现的一种光场新特性,不同于人们以往的认知,光场不仅有沿着传播方向的自旋角动量,而且还有垂直于传播方向的横向自旋角动量。也就是说,当一个纳米粒子位于具有横向自旋的光场中时,它会在自旋力矩的作用下在横向发生自旋,这一现象为光学微操控提供了一个新的自由度。此外,由于波导表面的横向自旋锁定现象,圆偏振偶极子会在波导中产生单向传播的模式。因此,光场的横向自旋还可以应用于量子光通信及光学超表面等领域。本文从三个方面对光场的横向自旋特性及其应用进行了研究,具体内容如下:研究紧聚焦矢量涡旋光束的横向自旋特性。以紧聚焦拉盖尔-高斯光束作为光源,利用偶极近似模型计算了金纳米粒子在该紧聚焦光场中受到的光力和横向自旋力矩,并得出金纳米粒子在紧聚焦矢量涡旋光场中的运动状态。研究了拓扑电荷数、粒子半径、折射率、吸收率等参数对横向自旋的影响。结果表明在光束拓扑电荷数为零时,纵向自旋能够完全转化为横向自旋。研究波导中的横向自旋效应。首先计算了条形波导和狭缝波导中的光场分布,并且利用偶极近似模型计算了金纳米粒子在波导附近受到的光力和自旋力矩,由此进行详细的分析并得出粒子在波导附近的光操控状态。探究了狭... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)光场传播的几何示意图；(b)光束和观察系中的角动量分量[25]

图 1-2 表面模的电场分量和极化电荷以及自旋方向示意图[28]，Antoine Canaguier-Durand 等人[18]计算了由表面等离子球体上的光力和力矩，包括超出电偶极子极限的粒子

图 1-3 线偏振光和圆偏振倏逝场中的力和力矩[19] 年 M. H. Alizadeh 等人[16]研究了局域激发表面等离子体激元和倏逝波 Belinfante 自旋动量。他们分别从解析和数值两方


本文编号：2999080