[发明专利]一种阵列光栅激发的石墨烯表面消色散Airy光束发生器

摘要

本发明属于光学技术领域，特别涉及一种用于特种光束发生装置和光学捕获领域中的阵列光栅激发的石墨烯表面消色散Airy光束发生器。本发明由二氧化硅或半导体材料作为衬底，在衬底表面刻写纳米衍射光栅阵列结构，然后在光栅表面铺单层石墨烯构成。该Airy光束发生器模式束缚能力强，光束传播距离超长，在微光学粒子操纵和光学整形中具有重要意义；由于石墨烯自身方便的可调谐性和材料柔性，该器件可提供动态的调节性能，易于实际操作；该发生器可工作在中红外波段及太赫兹波段，而太赫兹波段的SPP波恰好处于生物的敏感波段，因此在生物传感领域具有广泛的应用潜力。

主权项

1.一种阵列光栅激发的石墨烯表面消色散Airy光束发生器，其特征在于：由二氧化硅或半导体材料作为衬底，在衬底表面刻写纳米衍射光栅阵列结构，然后在光栅表面铺单层石墨烯构成；所述的纳米衍射光栅阵列结构在x轴方向上具有相同的光栅周期、占空比和光栅高度，在y轴方向光栅阵列的宽度是梯度变化的；沿y轴方向光栅阵列的数量等于艾里光束的波包数，除第一个光栅阵列外，其余光栅的宽度等于相对应的Airy函数两相邻零值之间的距离；光栅周期需要满足相位匹配条件，其中m为光栅衍射级数，θ为入射角，对于垂直入射条件θ＝0，m＝1。