[发明专利]一种楔形倾斜狭缝长焦深等离激元透镜

摘要

本发明专利公开了一种楔形倾斜狭缝长焦深等离激元透镜。该楔形倾斜狭缝长焦深等离激元透镜采用在平面金属薄膜上构建垂直均匀宽度的中心狭缝和对于中心狭缝左右对称的楔形倾斜狭缝所形成；所述透镜在横磁线偏光垂直入射条件下，能够实现长焦深的聚焦效果。在结构中，中心狭缝被选择为透镜对称轴，楔形倾斜狭缝对于中心狭缝对称的狭缝成对出现，在入射面端均相对于中心狭缝往外倾斜，越靠外的狭缝倾斜角度越大，狭缝入射端宽于出射端，对称的狭缝内壁倾角、外壁倾角和宽度均相同；该楔形倾斜狭缝金属薄膜透镜，实现了平面金属等离激元透镜的对于横磁线偏光的长焦深的聚焦效果。本发明的透镜结构紧凑，便于制备和实际中生产，在光学微操纵、光学微加工等领域有较好的应用前景。

主权项

1.一种楔形倾斜狭缝长焦深等离激元透镜，其特征在于：所述透镜采用在平面金属薄膜上构建垂直均匀宽度的中心狭缝和对于中心狭缝左右对称的楔形倾斜狭缝所形成；所述透镜在横磁线偏光垂直入射条件下，能够实现长焦深的聚焦效果；所述金属薄膜采用银或金制成，薄膜的厚度与入射波长同量级；所述中心狭缝和楔形倾斜狭缝中填充介质；所述中心狭缝由一组基准狭缝形成，楔形倾斜狭缝由左右两组基准狭缝构建形成，所述狭缝基准宽度为w，w为入射波长的1/10～1/5；所述由左右两组基准狭缝构建形成的楔形倾斜狭缝在入射面端相对于中心狭缝往外倾斜，楔形倾斜狭缝由内至外狭缝倾斜角度逐渐增大，狭缝入射端宽于出射端；序号m的楔形倾斜狭缝的内壁倾角θ_mi和外壁倾角和θ_mo分别由式1确定：其中，m为楔形倾斜狭缝相对于中心狭缝由内至外的序号，m＝±1，±2，±3…；f_i是预设的焦距，f_o＝f_i+Δf，Δf取值为1～3倍的入射波长；Δφ_m是第m个狭缝的入口和出口的额外相位延迟；Λ为相邻狭缝出口中心间距；H是金属薄膜的厚度；β为宽度为w金属狭缝中的等离激元模式的传播常数，由式2求出：k₀是真空中的波矢；ε_d是狭缝中填充介质的介电常数；ε_m是金属薄膜的介电常数。