基于微納結構的亞波長聚焦效應的研究.pdf

1、傳統(tǒng)光學由于衍射極限的存在，不能在遠場區(qū)域獲得半寬度小于半波長的亞波長尺度的聚焦光斑。而將光束聚焦到一個具有很高光強的極小光斑在眾多光學領域具有重要應用價值，如光學存儲、光刻、納米激光加工、共聚焦顯微技術以及生命科學等領域。
　　 本文根據(jù)超振思想，提出了一種利用微納孔徑出射光波的相干特性在遠場實現(xiàn)亞波長聚焦的新方案，設計了微納光纖陣列，納米孔陣列和納米環(huán)結構三種能實現(xiàn)亞波長聚焦的微結構。利用FD—BPM算法對這些結構的聚焦效果

2、進行了仿真計算，在遠場區(qū)域獲得了亞波長的聚焦光斑，并詳細分析了微結構本身和入射光場對聚焦效果的影響。根據(jù)設計，完成了微結構加工制作，并搭建了實驗系統(tǒng)進行實驗驗證。最后對這種聚焦光斑在超分辨顯微方面的應用進行了簡單分析。
　　 本文第一章首先介紹了亞波長聚焦在光學領域的重要意義，并系統(tǒng)介紹了這個領域的發(fā)展現(xiàn)狀，比較了目前比較重要的幾種實現(xiàn)亞波長聚焦方法原理、聚焦效果以及局限性。
　　 第二章首先闡釋了超振理論，基于超振理論

3、設計了三種微納結構有微納光纖陣列，微納鍺環(huán)，微納玻璃環(huán)。并利用FD—BPM仿真計算給出了不同結構的聚焦效果。
　　 第三章以微納光纖陣列結構為例，利用FD—BPM算法通過仿真計算的手段，詳細分析了微納結構特性和輸入光場對聚焦效果的影響。
　　 第四章介紹了利用聚焦離子束(FIB)技術加工制作微納鍺環(huán)結構和利用熱拉伸法制作微納玻璃環(huán)結構。分別搭建了利用顯微物鏡加CCD和利用SNOM探針進行掃描光場的兩個實驗系統(tǒng)，完成了對光