基于金属表面等离子体效应的平板光学元件的设计、制作和表征

项目名称： 基于金属表面等离子体效应的平板光学元件的设计、制作和表征

项目编号： No.11374216

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 叶佳声

作者单位： 首都师范大学

项目金额： 89万元

中文摘要： 最近研究表明，基于表面等离子体共振效应，薄层金属亚波长天线阵列结构(或称为正结构)可对光场的振幅和相位产生突变调制。在本项目中，第一，发展了一种反结构，即在薄层金属上刻蚀出镂空天线孔阵列结构，并研究其对光场的振幅和相位的调制规律。这种反结构具有减小加工难度、降低背景噪音等优势。第二，基于这种相位调制机制，提出了一种光学元件设计的新方法。通过运用该方法设计分色聚焦光学元件、长焦深透镜、多焦点聚焦透镜、束整形元件等，并利用微加工技术进行制作及实验表征，推动这类光学元件走向广泛的实际应用。第三，利用金属亚波长结构对光场的振幅的调制，改善所设计的光学元件的性能，比如提高聚焦效率、增强聚焦分辨率或降低噪音。特别值得一提的是，由于光场的振幅和相位的调制来源于金属表面内的电磁共振，所设计的光学元件很薄(约50nm)，故又称为平板光学元件。本项目的实施，将极大地推动光学元件的轻型化、微型化和集成化。

中文关键词： 超表面；波分复用；多焦点透镜；爱里光束；高效率

英文摘要： Recent researches have demonstrated that very thin metallic subwavelength antenna arrays can modulate the field amplitude and phase abruptly based on the surface plasmonic resonance effect. In this project, firstly, we develop a complementary structure to

英文关键词： Metasurface；Wavelength-demultiplexing；Multi-focus lens；Airy beam；High efficiency