[发明专利]一种柱矢量光束亚波长多焦点聚焦的一维光子晶体平凹镜

摘要

本发明公开了一种柱矢量光束亚波长多焦点聚焦的一维光子晶体平凹镜，所述多焦点聚焦的一维光子晶体平凹镜是由两种材料A和B交替排列的具有等效负折射率的一维光子晶体构成，并且出射面为柱对称凹面，所述一维光子晶体平凹镜具有一个以上的焦点。本发明一种柱矢量光束亚波长多焦点聚焦的一维光子晶体平凹镜设计方法简单，基于等频曲线来计算特定结构的一维光子晶体负折射率值和费马原理推导出的关于满足相位关系的公式，求解计算得出特定结构的多焦点聚焦平凹镜的设计方法为柱矢量光束的亚波长调控方式提供了新的切入角度，拓展了负折射率材料一维光子晶体在柱矢量光束调控领域的应用。

主权项

一种柱矢量光束亚波长多焦点聚焦的一维光子晶体平凹镜，其特征在于：所述多焦点聚焦的一维光子晶体平凹镜是由两种材料A和B交替排列的具有等效负折射率的一维光子晶体构成，并且出射面为柱对称凹面，所述一维光子晶体平凹镜具有一个以上的焦点；所述多焦点聚焦的一维光子晶体的周期d＝a+b，其中a为材料A的厚度，b为材料B的厚度，通过调整结构参数a、b以及材料A和B的折射率na和nb，使得一维光子晶体的能带结构在所需的光波段具有等效负折射率neff，并对正交偏振态具有同时有效的负折射效应；所述等效负折射率neff采用基于等频曲线的等效折射率分析方法求出；所述凹面不是连续凹面，是以光子晶体厚度d为一个周期单元、厚度固定而内径从下至上逐层等量递增的圆环层叠构成，圆环内侧为竖直壁，其顶角连线形成凹面，不同圆环层区域对应不同的焦距；所述一维光子晶体平凹镜结构和焦点数量满足根据费马原理推导出的相位关系公式：n02r2+(n02‑neff2)z2‑2n0f(1‑neff)z＝0，其中n0为光子晶体在空气中的折射率，neff为光子晶体的等效负折射率，f为焦距，(r,z)为出射面顶点坐标值；所述材料A为MgF2，材料B为GaN，a＝10nm，b＝140nm。