[發明專利]一種基于電偶極子輻射模型的任意取向磁化場的產生方法

有效

• 申請號: 201811283444.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109241682B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 王思聰;駱建軍;朱竹青;李向平
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 李唐明

1.一種基于電偶極子輻射模型的任意取向磁化場的產生方法，其特征在于：包括聚焦透鏡和特定空間取向振蕩的兩個電偶極子；根據電偶極子天線輻射理論計算得到遠場空間任意處兩個所述的電偶極子的輻射電場；根據透鏡函數，通過所述輻射電場逆向推導得到所述聚焦透鏡入瞳處的入射光場；根據所述入射光場，借助Debye矢量衍射理論計算得到聚焦光場，所述聚焦光場通過反法拉第效應計算得到相應取向的磁化場；

所述的兩個電偶極子振蕩相位相差π/2且正交排列；

所述兩個電偶極子分別標號為電偶極子1和電偶極子2，所述兩個電偶極子利用電偶極子輻射模型產生的任意三維取向的磁化場表示為根據電偶極子天線輻射理論，電偶極子1和電偶極子2在A點處的輻射場分別為

和

于是，聚焦透鏡參考球面(Ω)上的任意一點處的總輻射場表示為

其中，i為虛數單位，θ_M表示M取向與z軸正方向的夾角，表示M取向在x-y平面上的投影與x軸正方向的夾角，θ和分別是與A點相對應的仰角和旋向角，e_θ和分別是仰角和旋向角方向的基矢，C是與電偶極子長度有關的常數；

所述聚焦透鏡遵循正弦條件，即r＝fsinθ，通過所述輻射電場逆向推導得到所述聚焦透鏡入瞳處的入射光場為

其中，r是聚焦系統的徑向坐標，f是透鏡的焦距；

根據Debye矢量衍射理論，所得入射光場的聚焦光場為

其中，C’是常數，r_s、和z_s是聚焦空間中任意一點S的柱坐標，α為最大的聚焦仰角；所述聚焦光場通過反法拉第效應計算得到的磁化場為

其中，i為虛數單位，γ是與磁導率相關的常數，E_f^*是E_f的復共軛。

2.根據權利要求1所述的一種基于電偶極子輻射模型的任意取向磁化場的產生方法，其特征在于：當所述聚焦透鏡的數值孔徑為NA＝0.95時，所述磁化場的取向純度在磁化場半高全寬空間范圍內大于93％。

3.根據權利要求1所述的一種基于電偶極子輻射模型的任意取向磁化場的產生方法，其特征在于：當所述聚焦透鏡的數值孔徑為NA＝0.95時，所述磁化場的橫向半高全寬在亞波長空間尺度范圍內。

4.根據權利要求1所述的一種基于電偶極子輻射模型的任意取向磁化場的產生方法，其特征在于：所述入射光場分布與聚焦空間內磁化場三維取向為一一對應關系，所述入射光場分布包括振幅分布和偏振態分布。