[发明专利]基于几何贝尔相位透射超表面的贝塞尔光束激发装置

摘要

本发明属于电磁调控技术领域，具体为基于几何贝尔相位透射超表面的贝塞尔光束激发装置。包括入射装置、转换装置及接收装置；初始光激发使用的是时域门技术，由其产生脉冲信号，通过圆极化天线喇叭向外辐射得到左旋/右旋圆偏振平面光完成激发。初始圆偏光垂直入射到几何贝尔相位超表面转换装置上，通过旋转单元结构使透射模值和相位解锁，在保持完美透射的情况下独立的调控透射相位使其径向呈现线性梯度分布，从而产生高效贝塞尔光束。本发明相比传统的贝塞尔光激发器具有透射效率更高，偏振更纯净，厚度更薄的优点，适用于未来光路的集成、微粒的精确操控、结构表面形貌成像以及样品加工等光学领域。

主权项

1.一种基于几何贝尔相位透射超表面的贝塞尔光束激发装置，其特征在于，包括入射装置、转换装置和接收装置，其中：所述入射装置，由两部分组成：网分和一个圆极化天线喇叭；网分用于发射脉冲信号，将脉冲信号传到圆极化天线喇叭，使其向外辐射产生近似平面波的圆极化电磁波垂直入射到转换模块；所述转换装置，是一种几何贝尔相位透射超表面；其工作在圆偏振电磁波下，使正入射的电磁波发生偏折进而进行干涉形成贝塞尔光束；所述接收装置，是由电偶极子探针、金属支架和可编程的步进电机自组装而成的电场空间三维扫描测量仪，用于测量透过贝塞尔光激发装置而产生左旋/右旋圆偏振贝塞尔光的电场空间分布；其中，所述几何贝尔相位透射超表面，是由一系列结构相同的电磁介质单元进行相应旋转φ角度延拓组成的二维阵列，旋转方式按照进行，其中，x，y分别代表结构单元的位置；λ₀表示工作频率所对应的波长，θ表示偏折后的平面光与垂直入射平面光之间的夹角，贝塞尔光束是由一系列偏折的平面光干涉形成；所述入射装置使用时域门技术，将入射所述圆偏振平面光以波包形式入射；待检测入射的圆偏振平面光采用近似平面光形式入射，使入射的圆偏振平面光的等相面即束腰位置与“旋转结构”的几何贝尔相位透射超表面重合，使其充分感受到超表面的局域几何贝尔相位的调制。