[发明专利]一种基于电偶极子辐射模型的任意取向磁化场的产生方法

权利要求书

1.一种基于电偶极子辐射模型的任意取向磁化场的产生方法，其特征在于：包括聚焦透镜和特定空间取向振荡的两个电偶极子；根据电偶极子天线辐射理论计算得到远场空间任意处两个所述的电偶极子的辐射电场；根据透镜函数，通过所述辐射电场逆向推导得到所述聚焦透镜入瞳处的入射光场；根据所述入射光场，借助Debye矢量衍射理论计算得到聚焦光场，所述聚焦光场通过反法拉第效应计算得到相应取向的磁化场；

所述的两个电偶极子振荡相位相差π/2且正交排列；

所述两个电偶极子分别标号为电偶极子1和电偶极子2，所述两个电偶极子利用电偶极子辐射模型产生的任意三维取向的磁化场表示为根据电偶极子天线辐射理论，电偶极子1和电偶极子2在A点处的辐射场分别为

和

于是，聚焦透镜参考球面(Ω)上的任意一点处的总辐射场表示为

其中，i为虚数单位，θ_M表示M取向与z轴正方向的夹角，表示M取向在x-y平面上的投影与x轴正方向的夹角，θ和分别是与A点相对应的仰角和旋向角，e_θ和分别是仰角和旋向角方向的基矢，C是与电偶极子长度有关的常数；

所述聚焦透镜遵循正弦条件，即r＝fsinθ，通过所述辐射电场逆向推导得到所述聚焦透镜入瞳处的入射光场为

其中，r是聚焦系统的径向坐标，f是透镜的焦距；

根据Debye矢量衍射理论，所得入射光场的聚焦光场为

其中，C’是常数，r_s、和z_s是聚焦空间中任意一点S的柱坐标，α为最大的聚焦仰角；所述聚焦光场通过反法拉第效应计算得到的磁化场为

其中，i为虚数单位，γ是与磁导率相关的常数，E_f^*是E_f的复共轭。

2.根据权利要求1所述的一种基于电偶极子辐射模型的任意取向磁化场的产生方法，其特征在于：当所述聚焦透镜的数值孔径为NA＝0.95时，所述磁化场的取向纯度在磁化场半高全宽空间范围内大于93％。

3.根据权利要求1所述的一种基于电偶极子辐射模型的任意取向磁化场的产生方法，其特征在于：当所述聚焦透镜的数值孔径为NA＝0.95时，所述磁化场的横向半高全宽在亚波长空间尺度范围内。

4.根据权利要求1所述的一种基于电偶极子辐射模型的任意取向磁化场的产生方法，其特征在于：所述入射光场分布与聚焦空间内磁化场三维取向为一一对应关系，所述入射光场分布包括振幅分布和偏振态分布。