[发明专利]一种Bessel纳米聚焦器件

摘要

本发明提供了一种Bessel纳米聚焦器件，该器件从下到上沿光波入射方向依次为透明基底，激发层，金属/介质多层膜层。本发明利用双曲色散超材料的SP超衍射传输特性，调节空间频谱分布，耦合出高频、窄带、圆对称分布的SP波，并通过所述SP波干涉在多层膜最外层形成焦斑大小为深亚波长尺寸以及长焦深的Bessel焦距焦斑。本发明在光学直写光刻、光存储、光镊等技术及生物医学显微成像领域具有极大的应用潜力。

主权项

一种Bessel纳米聚焦器件，其特征在于：该器件自下而上沿光波入射方向依次包括：(1)透明基底；(2)激发层：设置于基底上的纳米结构层，该结构作为高频表面等离子体(SP)波激发器，激发出具有高频横向波矢、圆对称分布的SP波；(3)金属/介质多层膜层：设置于激发层上，作为空间频谱滤波器，实现特定空间波矢的选择，耦合出波矢具有高频、窄带、圆对称分布的SP光场；该器件工作方式为：照明光束从基底一侧正入射，经过激发层激发出高频SP波，其中只有横向波矢较高的SP波才能通过具有高通滤波作用的金属/介质多层膜层，进而耦合出高频、窄带、圆对称分布的SP波，进一步通过所述SP波干涉后，在多层膜最外层形成横向焦斑大小为深亚波长尺寸以及长焦深的Bessel聚焦焦斑，其中，所述高频是指横向波矢kr>2k0；所述窄带是指波矢空间的频谱宽度Δkr<0.3k0；所述深亚波长尺寸是指尺寸小于1/4λ，所述长焦深是指焦深大于1/6λ，其中，k0为空间波矢，λ为照明光波长。