基于微納結(jié)構(gòu)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(lǐng)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(shù)以及生命科學等領(lǐng)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(shè)計了微納光纖陣列，納米孔陣列和納米環(huán)結(jié)構(gòu)三種能實現(xiàn)亞波長聚焦的微結(jié)構(gòu)。利用FD—BPM算法對這些結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)本身和入射光場對聚焦效果的影響。根據(jù)設(shè)計，完成了微結(jié)構(gòu)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(lǐng)域的重要意義，并系統(tǒng)介紹了這個領(lǐng)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(shè)計了三種微納結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的聚焦效果。
　　 第三章以微納光纖陣列結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)加工制作微納鍺環(huán)結(jié)構(gòu)和利用熱拉伸法制作微納玻璃環(huán)結(jié)構(gòu)。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