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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
新型光子纳米射流器件的设计
The design of a novel device for photonic nanojet
投稿时间:2021-01-27  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.2021.05.004
中文关键词:  光子纳米射流  径向偏振光  纵向场  超分辨
英文关键词:photonic nanojet  radially polarized light  longitudinal field  super-resolution
基金项目:基于纵向偏振光场检测纵向分子取向的拉曼散射技术研究(11874267)
作者单位E-mail
张诚 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
林剑 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 jianlin@usst.edu.cn 
摘要点击次数: 2920
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中文摘要:
      光子纳米射流是一种高强度,极窄的亚波长电磁场区域,它是由介电微球或微柱体的Mie散射对电磁场的聚焦作用产生的。光子纳米射流广泛应用于激光加工、纳米光刻、光学高密度存储以及超分辨率显微镜。从径向偏振光的角度出发,使用一种介电圆环结构对光束进行聚焦,由于径向偏振光在焦点区域可以产生较强的纵向场,通过优化圆环的尺寸、折射率以及与物镜焦点的相对位置,可以得到超过90%光束质量的纵向光子纳米射流,而且强度相比于未使用圆环时可以提高约一个数量级,并在高折射率下可以获得半高全宽小于衍射极限尺寸的光斑,因此该结构预计可以在粒子加速、光镊以及拉曼光谱学中有所应用。
英文摘要:
      The photonic nanojet is a high-intensity, extremely narrow sub-wavelength electromagnetic field region, which is generated by the focusing effect of Mie scattering from dielectric microspheres or micro-columns on the electromagnetic field. Because of these characteristics, it is widely used in laser processing, nanolithography, optical high-density storage, and super-resolution microscopy. From the perspective of radially polarized light, a donut-shaped dielectric micro-body is used to focus the beam. Since radially polarized light can produce a strong longitudinal field in the focusing region, by optimizing the donut size, refractive indexes, and the relative position between the donut and the focal point of the objective lens, a longitudinal photonic nanojet with more than 90% of the beam quality can be obtained, and its intensity is increased by about an order of magnitude compared to that without the donut. Moreover, the full width at half-maximum of focal spot is below diffraction limit under high refractive index. Therefore, this structure is expected to have applications in particle acceleration, optical tweezers, and Raman spectroscopy.
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