[发明专利]一种基于磁电耦合的完美圆偏振分离器在审

专利信息
申请号: 202110996178.6 申请日: 2021-08-27
公开(公告)号: CN113777794A 公开(公告)日: 2021-12-10
发明(设计)人: 李汶佳;刘建龙;王东彬;史金辉;关春颖;朱正;李玉祥;吕博;徐文霞 申请(专利权)人: 哈尔滨工程大学
主分类号: G02B27/28 分类号: G02B27/28
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地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 磁电 耦合 完美 偏振 分离器
【说明书】:

发明提供了一种基于磁电耦合的完美圆偏振分离器,由陶瓷圆盘和中心空气孔构成,陶瓷圆盘和中心空气孔的旋转轴重合,中心空气孔不能贯穿陶瓷圆盘,目的是实现结构的磁电耦合,入射光为线偏振平面光,传播方向垂直于结构的旋转轴;所述的线偏振平面光的极化方向平行或垂直于结构的旋转轴。本发明采用了陶瓷材料作为基础材料,具备成本低廉的优势;平面光入射简化了以往实现完美圆偏振分离的复杂光源装置;陶瓷圆盘和中心空气孔复合结构的磁电耦合特性有益于激发一般结构很难激发的纵向偶极模式,进而构建横向自旋偶极矩,能够有效实现左旋和右旋圆偏振的完美分离。

技术领域

本发明是一种关于输入光信号的正交圆偏振状态分离装置,尤其涉及一种基于磁电耦合的完美圆偏振分离器,其主要用途是在散射远场中,需要将输入光信号按左旋圆偏振和右旋圆偏振状态进行横向对称分离和输出。

背景技术

光可以分解为两种正交左旋和右旋圆偏振态。完美圆偏振分离是指左旋和右旋圆偏振光横向对称分离的现象。以往单个结构装置实现完美圆偏振分离需要依赖于聚焦光束,原理是通过聚焦光束激发结构的纵向偶极模式,从而构建横向自旋电偶极矩。但这种方法实现起来难度较大,不具有普遍性。

近年来,磁电耦合结构凭借其独特的物理特性引起了人们的关注。磁电耦合是电磁场与电磁偶极矩之间的交叉耦合,即电场到磁偶极矩的耦合以及磁场到电偶极矩的耦合。结构的磁电耦合特性能够为散射远场调控提供了一个额外的自由度,可以有效激发不同类型的偶极式。

因此,利用结构磁电耦合激发合适的纵向偶极模式与横向偶极模式,构建横向自旋偶极矩实现完美圆偏振分离是一种可行的方案,并具有简单高效的优势。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前大多数单个结构实现完美圆偏振分离依赖于聚焦光束和表面波,实现方法复杂的问题,而提供一种新型的基于磁电耦合的完美圆偏振分离器。通过改变线偏振平面光入射的频率、偏振态和结构的参数,能够实现结构的磁电耦合特性的调节。经过合理的调节结构的磁电耦合特性,构建横向自旋偶极矩,能够弥补单个结构实现完美圆偏振分离的难度大的缺点,并能够有效构建不同类型的横向自旋偶极矩,从而实现简单高效的左旋和右旋圆偏振横向对称分离。

本发明的技术方案是:

本发明采用如下技术方案:所述基于磁电耦合的完美圆偏振分离器由陶瓷圆盘和中心空气孔构成,陶瓷圆盘和中心空气孔的旋转轴重合。中心空气孔不能贯穿陶瓷圆盘,目的是实现结构的磁电耦合。入射光为线偏振平面光,传播方向垂直于结构的旋转轴。

本发明两个实施例中,所述的陶瓷圆盘的半径为15mm;

本发明两个实施例中,所述的陶瓷圆盘的高度为12mm;

本发明两个实施例中,所述的中心空气孔的半径为4.5mm;

本发明两个实施例中,所述的中心空气孔的高度为9.4mm;

本发明实施例1中,所述的线偏振平面光的极化方向平行于结构的旋转轴。

本发明实施例2中,所述的线偏振平面光的极化方向垂直于结构的旋转轴。

本发明相比现有技术具有以下有益效果:

本发明采用了陶瓷材料作为基础材料,具备成本低廉的优势;平面光入射简化了以往实现完美圆偏振分离的复杂光源装置;陶瓷圆盘和中心空气孔复合结构的磁电耦合特性有益于激发一般结构很难激发的纵向偶极模式,进而构建横向自旋偶极矩,能够有效实现左旋和右旋圆偏振的完美分离。

附图说明

图1为本发明的基于磁电耦合的完美圆偏振分离器的结构示意图,其中,图1(a)为两个实施例中的亚波长结构示意图,图1(b)为散射远场完美圆偏振分离的示意图;

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