[发明专利]一种柱矢量光束介质光栅长焦深聚焦透镜

摘要

本发明公开了一种柱矢量光束介质光栅长焦深聚焦透镜，所述透镜是由单一介质材料的负折射光栅构成的轴棱镜，入射面为平面，出射面为倒圆锥面。本发明提出一种由单一介质材料的负折射光栅构成的轴棱镜来实现对柱矢量光束的紧聚焦。这种透镜主要利用光线的直角偏折，不仅可以用于径向偏振光以形成光针形焦场，还可以用来聚焦旋向偏振光以形成光管形的焦场，而且形成的聚焦场能够达到半高宽的理论极限值。通过合理设计棱镜出射表面结构，改变光栅周期数可以实现对焦场的灵活调控，这就为光捕获、亚波长成像、超分辨率成像等相关领域提供技术参考。

主权项

1.一种柱矢量光束介质光栅长焦深聚焦透镜，其特征在于：所述透镜是由单一介质材料的负折射光栅构成的轴棱镜，入射面为平面，出射面为倒圆锥面；所述透镜是以高度固定、外径相同而内径由下而上等量递增d_∥的圆环光栅层叠构成，圆环内侧为竖直壁，圆环光栅层的顶角连线形成的倒圆锥面，内侧倒圆锥面呈柱对称结构的环形阶梯状，顶角连线与垂直面之间的夹角为θ；所述负折射光栅结构的高度为d_⊥，根据入射波长调整光栅材料的折射率和结构参数d_⊥使光栅结构满足负折射条件：n_eff＝n–λ/d_⊥，n_eff为光栅结构的等效负折射率，n为材料的折射率，λ是工作波长；所述介质光栅锥面的结构由公式得出，θ为光栅顶角连线与垂直面之间的夹角，n_eff为棱镜等效负折射率，通过改变光栅周期的d_⊥和d_∥，对透镜结构大小进行伸缩，从而实现特定工作波长下柱矢量光束的长焦深聚焦。