[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于多圈螺旋線形納米槽結(jié)構(gòu)的渦旋光束生成器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210661978.7
• 申請(qǐng)日: 2022-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114994930A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金中薇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B27/09
• 分類(lèi)號(hào): G02B27/09;G02B27/00;G02B5/18
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務(wù)所 32332
• 代理人: 向妮

1.一種基于多圈螺旋線形納米槽結(jié)構(gòu)的渦旋光束生成器，其特征在于，包括襯底以及形成于襯底上的微納結(jié)構(gòu)；所述微納結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為具有M圈連續(xù)的螺旋線形的納米槽微結(jié)構(gòu)，所述M≥3；工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)的入射光垂直入射所述渦旋光束生成器，透過(guò)納米槽微結(jié)構(gòu)后在菲涅爾遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域通過(guò)干涉形成具有長(zhǎng)焦深的級(jí)聯(lián)式連續(xù)拓?fù)浜蓴?shù)的渦旋光束；

所述螺旋線的公式為：式中，θ∈[0,M·2π]，r₀＜＜z₀，式中，θ為螺旋線的方位角，r₀為螺旋線的起始半徑，λ₀為預(yù)設(shè)工作波長(zhǎng)，l₀為預(yù)設(shè)螺旋線的拓?fù)浜蓴?shù)，z₀表示預(yù)設(shè)聚焦面距所述微納結(jié)構(gòu)在光的傳播方向上的距離，rθ為方位角θ對(duì)應(yīng)的螺旋線半徑，M為螺旋線的圈數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述入射光的波長(zhǎng)為預(yù)設(shè)工作波長(zhǎng)λ₀時(shí)，在一系列預(yù)設(shè)聚焦面z₀/n處分別得到階數(shù)l＝n的渦旋光束；在工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)，若改變?nèi)肷涔獾牟ㄩL(zhǎng)為λ，則在距所述微納結(jié)構(gòu)z＝λ₀z₀/nλ處分別得到階數(shù)l＝n的渦旋光束，n＝1,2,3,4,5…。

3.如權(quán)利要求1所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述微納結(jié)構(gòu)中納米槽微結(jié)構(gòu)之外的區(qū)域的透光率不大于5％。

4.如權(quán)利要求3所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述微納結(jié)構(gòu)采用金、銀、鋁、鉻中的任意一種金屬材料制作；所述微納結(jié)構(gòu)的厚度為50～200nm。

5.如權(quán)利要求3所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述微納結(jié)構(gòu)采用還原氧化石墨烯制作；所述微納結(jié)構(gòu)的厚度為1000±50nm。

6.如權(quán)利要求1所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述納米槽的寬度為0.5～2倍工作波長(zhǎng)。

7.如權(quán)利要求1所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述3≤M≤40。

8.如權(quán)利要求1所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述襯底在工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透光率不小于95％。

9.如權(quán)利要求8所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述襯底選用玻璃、氧化鋁或透明樹(shù)脂材料制作。

10.如權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的渦旋光束生成器，其特征在于，所述工作波長(zhǎng)范圍涵蓋紫外、近紅外和可見(jiàn)光三個(gè)波段。