[发明专利]同时在近远场双通道生成涡旋光场的平面光学器件及其设计和制备

摘要

本发明公开了一种同时在近场和远场双通道生成涡旋光场的平面光学器件及其设计方法和制备方法。该平面光学器件利用金属超构表面材料首次实现了在近场和远场两个通道中同时生成涡旋光场，其中，在近场为聚焦型的表面等离激元涡旋光场，在远场为聚焦的自由空间涡旋光场，并且两通道中所生成的涡旋光场携带的拓扑荷可根据需求灵活搭配。利用本发明方法设计的能生成双通道涡旋光场的平面光学器件对于未来基于涡旋光场的高密度通信和多功能集成光学系统具有重要意义。

主权项

1.一种平面光学器件，能够同时在近场和远场双通道生成涡旋光场，包括透明衬底、金属薄膜和纳米孔阵列构成的超构表面结构，其中，所述金属薄膜位于透明衬底之上，纳米孔阵列位于金属薄膜之中；其特征在于，所述纳米孔阵列由矩形纳米孔组成，入射光从透明衬底一侧入射，构成透射式的光路形式；在特定旋性的圆偏振光入射下，所述纳米孔阵列构成的超构表面结构能在光学近场产生特定拓扑荷数目的表面等离激元涡旋光场，同时也能在透射方向的远场产生特定拓扑荷数目的自由空间涡旋光场，并且近场和远场涡旋光场所携带的拓扑荷相互独立并能按需要进行自由搭配。