《表1 三种结构尺寸表:多波长消色差全介质超透镜设计》

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《多波长消色差全介质超透镜设计》


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因为纳米柱可认为是一个截断波导,作为一个法布里-珀罗谐振器[8],纳米柱各项异性的结构会沿着它的长短轴产生相位差,通过纳米柱长短参数,进一步对纳米柱的转换效率(CE)衍射效率(DE)以及共振相位进行筛选。需要注意的是,共振相位实质上是光经过纳米结构自身产生的相位,就好比传统透镜,光在透镜中会产生光程,引起相位累积,虽然超透镜是亚波长结构,但同样会因为结构问题,产生相位,只与自身结构有关。为了尽可能地提高效率,在选择尺寸前,以扫描的方式计算了纳米柱的转换效率,衍射效率[9]以及相位值,从而方便直接地挑选,如图2所示。通过计算发现,从DE与CE角度看,纳米柱的大小对波长的响应很明显:对于短波长而言,纳米柱的高效率响应尺寸也会相对较小,而对于较大波长尺寸会相对较大(暂以单个结构为例,不考虑空间复用与级联)。因此,当多波长时可选择多个结构,此时它们各自响应波长不同,当一个结构工作时,其他波长的结构几乎不工作。图3为文中选择的三种对应不同波长的结构随波长的衍射效率曲线。如图4所示,将4个473 nm对应结构放在了四个角落,632.8 nm波长对应结构放正中位置,其他位置对应532 nm响应结构。需要注意的是,虽然相邻纳米结构之间的效率不会产生干扰,但对于相位的计算,因尺寸的不同每个结构的共振相位是不同的,这与PB相位不同,这种共振相位是纳米结构自身的属性。