[发明专利]基于悬链线光栅超表面的片上轨道角动量检测结构及方法

权利要求书

1.一种基于悬链线光栅超表面的片上轨道角动量检测结构，其特征在于，所述结构包括用于正拓扑荷涡旋光束的片上轨道角动量检测结构及用于负拓扑荷涡旋光束的片上轨道角动量检测结构，其中，用于正拓扑荷涡旋光束的片上轨道角动量检测结构包括：

银膜，设于银膜上的光栅对，包括：光栅对1和光栅对2，光栅对由光栅1和光栅2组成，光栅1、光栅2分别由m列和n行的悬链线纳米孔1阵列、悬链线纳米孔2阵列组成；

沿入射面的逆时针方向，依次布置光栅对1中的光栅2、光栅对1中的光栅1、光栅对2中的光栅2、光栅对2中的光栅1；同一光栅对中光栅1和光栅2中的悬链线纳米孔开口方向相同，光栅1、光栅2在光栅对1和光栅对2中的开口方向不同，以光栅对1中光栅1的悬链线纳米孔开口方向作为Y轴正向，在Y轴正向上，光栅对1中光栅1位于光栅对2中光栅2的前方；

在行排列方向上，悬链线纳米孔1、悬链线纳米孔2的悬链线宽度0.9Λ＝315nm，悬链线纳米孔1的排列周期为T₁＝660nm，悬链线纳米孔2的排列周期为T₂＝550nm；在列排列方向上，悬链线纳米孔1及悬链线纳米孔2的排列周期为d＝200nm，悬链线纳米孔1及悬链线纳米孔2的腰宽w＝50nm；

用于负拓扑荷涡旋光束的片上轨道角动量检测结构包括：

银膜，设于银膜上的光栅对，包括：光栅对1和光栅对2，光栅对由光栅1和光栅2组成，光栅1、光栅2分别由m列和n行的悬链线纳米孔1阵列、悬链线纳米孔2阵列组成；

沿入射面的逆时针方向，依次布置光栅对1中的光栅1、光栅对1中的光栅2、光栅对2中的光栅1、光栅对2中的光栅2；同一光栅对中光栅1和光栅2中的悬链线纳米孔开口方向相同，光栅1、光栅2在光栅对1和光栅对2中的开口方向不同，以光栅对1中的悬链线纳米孔开口方向作为Y轴正向，在Y轴正向上，光栅对1中光栅2位于光栅对2中光栅1的前方；

在行排列方向上，悬链线纳米孔1、悬链线纳米孔2的悬链线宽度0.9Λ＝315nm，悬链线纳米孔1的排列周期为T₁＝660nm，悬链线纳米孔2的排列周期为T₂＝550nm；在列排列方向上，悬链线纳米孔1及悬链线纳米孔2的排列周期为d＝200nm，悬链线纳米孔1及悬链线纳米孔2的腰宽w＝50nm。

2.如权利要求1所述基于悬链线光栅超表面的片上轨道角动量检测结构，其特征在于，所述银膜的厚度为60nm。

3.基于权利要求1或2所述基于悬链线光栅超表面的片上轨道角动量检测结构的片上轨道角动量检测方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

S1、调制激光波长为633nm的LG涡旋光束，将LG涡旋光束垂直入射至基于悬链线光栅超表面的片上轨道角动量检测结构上；

S2、激发的SPPs通过耦合光栅后变成可观测的光，记录光场分布图像，获取激发的SPPs最大光强处的倾斜角θ；

S3、基于标定的光束标准倾斜角θ₀与拓扑荷数l之间的映射关系，获取距倾斜角θ最近的标准倾斜角θ₀；

S4、该标准倾斜角θ₀对应的拓扑荷数l作为当前LG涡旋光束的拓扑荷数。