[发明专利]基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选器与方法

说明书

本发明提供了一种基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选器，包括基膜，所述基膜上刻蚀有圆环。本发明还提供了一种基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选方法。本发明的有益效果是：可以实现任意拓扑荷模式的筛选；可以集成在小型芯片上，有利于小型化，集成化。

技术领域

本发明涉及片上轨道角动量分选器，尤其涉及一种基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选器与方法。

背景技术

现有的OAM(轨道角动量)模式识别方案有利用特定的狭缝或者光栅结构识别，人工智能识别，干涉法识别等，这些识别方案都存在以下缺陷：

1、识别的模式数量有限；

2、使用的设备体型庞大，不利于小型化，集成化。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选器与方法。

本发明提供了一种基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选器，包括基膜，所述基膜上刻蚀有圆环。

作为本发明的进一步改进，所述基膜上刻蚀有狭缝，所述狭缝位于所述圆环的圆心上。

作为本发明的进一步改进，所述狭缝刻透所述基膜。

作为本发明的进一步改进，所述基膜上刻蚀有光栅结构，所述光栅结构位于所述狭缝的任意一侧。

作为本发明的进一步改进，所述光栅结构不刻透所述基膜。

作为本发明的进一步改进，所述基膜的厚度为200纳米，所述圆环的刻蚀深度为100纳米，所述狭缝的刻蚀深度为200纳米，所述光栅结构的蚀刻深度为100纳米。

作为本发明的进一步改进，所述圆环不刻透所述基膜。

作为本发明的进一步改进，所述圆环至少有一个。

作为本发明的进一步改进，所述圆环至少有两个并且同心设置。

作为本发明的进一步改进，所述基膜为金膜或银膜。

本发明还提供了一种基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选方法，基于片上轨道角动量分选器进行以下分选过程：

S1、将不同拓扑荷的OAM光束垂直入射圆环后，在近场激发不同半径大小的SPPs场，OAM的中文含义为轨道角动量，SPPs的中文含义为表面等离激元；

S2、通过狭缝测量OAM拓扑荷的绝对值大小；

S3、通过光栅结构区分OAM拓扑荷的正负。

本发明的有益效果是：

1、可以实现任意OAM拓扑荷模式的筛选；

2、可以集成在小型芯片上，有利于小型化，集成化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的方案。

图1是本发明一种基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选器的实验示意图，其中，(a)表示OAM光束通过圆环结构激发SPPs的示意图；(b)表示OAM照射下激发的SPPs半径只与OAM光束所携带的拓扑荷L有关而与蚀刻圆环的半径无关；(c)表示不同半径产生的SPPs与贝塞尔函数的计算结果相一致。

图2是本发明一种基于纳米圆环和狭缝结构的片上轨道角动量分选器的单环单狭缝结构示意图。