[发明专利]非对称微介质双螺旋锥器件

说明书

技术领域

本发明属于光学和光电技术领域，涉及微光学器件、微聚焦和矢量场，特别是一种能够产生双焦点微聚焦涡旋光场的非对称微介质双螺旋锥器件。

背景技术

在微粒子操纵和筛选中，涡旋光束由于携带轨道角动量而起着重要的作用，因此能够产生涡旋光束的器件被广泛应用。利用微介质锥的聚焦特点和微螺旋结构产生的涡旋效应之前有提出单轴对称的微螺旋锥器件和非线性介质微螺旋器件，但是光束通过单轴对称微螺旋锥器件或非线性介质微螺旋器件后只能形成一个聚焦点，且涡旋效果并不明显。目前并未有对非对称微介质双螺旋锥的提出，其可以利用结构中的非对称性产生双焦点微聚焦涡旋光束。

发明内容

本发明目的是为能产生双焦点微聚焦的涡旋光束光场，提供一种由微介质锥和非对称微介质螺旋复合构成的非对称微介质双螺旋锥器件。

本发明提供的非对称微介质双螺旋锥器件能够产生关于中心对称的双焦点微聚焦涡旋光场。

本发明提供能够产生双焦点微聚焦且具有涡旋效应的非对称微介质双螺旋锥器件，由一个微介质锥结构和两个非对称的微介质螺旋结构复合构成，该器件在柱坐标系下的结构方程h(ρ,θ)为：

h(ρ,θ)=λn-1·[(1-ρθ)+2θ2π],0≤θ≤πλn-1·[(1-ρθ)+2θ-2π2π],π<θ≤2π]]>

其中：λ是入射光波长，n是介质材料折射率，ρ和θ是柱状坐标系下的半径和角度，R是底面半径，R的大小在微米量级。

所述的非对称微介质双螺旋锥器件，结合了介质锥形结构和微介质螺旋结构非对称的特点。当入射光垂直入射非对称微介质双螺旋锥器件底面并通过该器件之后，由于微介质锥结构的聚焦作用和非对称微螺旋结构的旋转特性，在非对称微介质双螺旋锥结构前端形成微聚焦涡旋光场。

所述的非对称微介质双螺旋锥器件，由于微介质螺旋结构的非对称性，线偏振光经过非对称微介质双螺旋锥器件时在结构前端形成双焦点光场。

本发明的优点和积极效果：