基于几何相位超表面的Ince-Gaussian矢量涡旋光场聚焦

作     者：张雪妍 郁步昭 王吉明 吴彤 赫崇君 刘友文 路元刚 ZHANG Xueyan;YU Buzhao;WANG Jiming;WU Tong;HE Chongjun;LIU Youwen;LU Yuangang

作者机构：南京航空航天大学理学院南京211106 南京航空航天大学空间光电探测与感知工业和信息化部重点实验室南京210016 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61875086) 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室开放基金资助项目(ADL-2019001) 南京航空航天大学空间光电探测与感知工业与信息化部重点实验室开放基金资助项目(NJ2020021-4) 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2022年第46卷第1期

页      码：85-93页

摘      要：为了实现电介质超表面的聚焦功能和对光场相位的调控,采用几何相位调制原理设计微元结构及空间分布,以SiO_(2)为基底、亚波长TiO_(2)椭圆柱的六边形晶胞为基本结构,设计了一种相位突变呈抛物线梯度分布的聚焦超表面,适用于480nm~580nm波段。基于此结构进行了理论分析和实验验证,发现该结构对线偏振光聚焦,其归一化后的半峰全宽约为428nm,而对矢量光聚焦约为258nm,获得了更出色的聚焦效果。研究了3阶和4阶Ince-Gaussian矢量光场通过该超表面后的聚焦特性,得到了聚焦场能保持入射矢量光场的基本空间结构,但中心结构信息会有损失的结果,即Ince-Gaussian矢量涡旋光场由于涡旋相位的存在,聚焦后会呈现破缺的空间结构。结果表明,超表面结构和入射光场矢量结构之间的匹配程度是影响聚焦特性的重要因素。该研究为理解复杂矢量光场的超表面聚焦机理提供了参考。

主 题 词：衍射 超表面 几何相位 矢量光场 Ince-Gaussian 涡旋相位 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.01.008

馆 藏 号：203107092...