[发明专利]一种基于硅中空纳米碟的宽带横向单向散射实现方法

权利要求书

1.一种基于硅中空纳米碟的宽带横向单向散射实现方法，包括下列步骤：

1)一束径向偏振光(1)经过显微物镜(2)后产生聚焦光场，在焦平面上放置一个硅中空纳米碟(3)，并使得该纳米结构处于偏离焦点的位置处；

2)设计硅中空纳米碟的内、外环半径以及高度，使得总电偶极矩的轴向分量和磁偶极矩的横向分量满足同位相的条件；

第一步，利用Richard-Wolf衍射积分计算聚焦径向偏振光的电场和磁场；

第二步，将该电场和磁场导入时域有限差分算法，计算硅中空纳米碟的近场电磁场分布；

第三步，基于该近场电磁场分布，采用多极矩展开法计算总电偶极矩、磁偶极矩、电四极矩和磁四极矩，并分析这些极矩在纳米碟远场散射中的相对贡献；

第四步，反复调节硅中空纳米碟的内、外环半径以及高度这三个结构参数，使得总电偶极矩和磁偶极矩的贡献在散射光谱中起主要作用，而电四极矩和磁四极矩的贡献可以忽略；与此同时，在至少100nm的宽带范围内，总电偶极矩的轴向分量和磁偶极矩的横向分量之间的位相差接近为零，即满足了同位相的条件；

3)调节硅中空纳米碟偏离焦点的横向位移量，增大横向磁偶极矩横向分量相对于总电偶极矩轴向分量的振幅比值，对于满足同位相条件的宽带波段范围内的任意一入射波长，找到使得总电偶极矩轴向分量和磁偶极矩横向分量振幅相等所对应的横向位置；

4)当总电偶极矩和磁偶极矩满足同位相以及振幅相等，即横向Kerker条件时，用聚焦径向偏振光激发硅中空纳米碟将产生宽带横向单向散射。

2.根据权利要求1所述的基于硅中空纳米碟的宽带横向单向散射实现方法，其特征在于：光源是激光光源或普通光源。