光学-无衍射表面布洛赫波(BSW)的生成课件

1、无衍射表面布洛赫波（BSW）的生成衍射现象与无衍射光的提出 由于衍射问题的存在，光在传输时由于波包的横向扩展从而导致基片元件之间的耦合损耗。 衍射是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象，电磁波、声波甚至物质波中均存在衍射现象；时，J0()是与传播方向z无关的量激光遇到障碍物发生衍射声音在传播过程中的衍射现象Durnin等首次在理论和实验上提出了无衍射光的存在J. Durnin and J. J. Miceli, Jr， J. H. Eberly 13 APRIL 1987，PRL1 February 1996 Vol. 35, No. 4 APPLIED OPTICSJeffrey A.

2、 Davis, E. Carcole, and Don M. Cottrell G. IndebetouwJ. Opt. Soc. Am. A/Vol. 6, No. 1/January 1989自由空间中无衍射光束的生成金属膜，损耗大，无衍射距离短表面无衍射光束的生成Bloch Surface Waves (BSWs) on one Dimensional Photonic Crystal (1DPC)布洛赫表面波（BSW）-SPP的替代物PMMA, thickness t Bloch Surface Waves Resonance (BSWR)Nanotechnology 25 (2014

3、) 145202，Douguo Zhang （1）BSWs损耗小，质量因子高，传输长度长；（2）材料多选，可做各种波段的BSW；（3）避免荧光分子在金属表面的淬灭效应。样品结构图及原理图SiO2的折射率n=1.46-i*10(-4);Si3N4的折射率是n=2.6-i*3*10(-3)无衍射BSW形成的原理图周期：460nm单个狭缝长度：30m每个光栅狭缝个数：20两个光栅交叉角大小：170。光栅深度：100nm 多层介质膜的白光后焦面图，可推导出BSW的波矢是1.376，波长是460nm。 激发光波长是633nm，从上方垂直入射，激发光经过偏振片和半玻片可以改变激发光偏振不改变激发光光强，再

4、150mm透镜将激发光聚焦，聚焦后的激光束腰半径为15m。NA :1.49,100XXmax = 0/sin () = 172 m 在我们的实验里，015m， =（-170。）/2=5。,因此在不考虑损耗的情况下，无衍射BSW可达到最大的长度为：LRM实验装置图 用LRM 测得的无衍射BSW 用FDTD模拟得到的无衍射BSW强度轮廓图，主瓣半高宽：2.07m强度轮廓图，主瓣半高宽：2.07LRM测量的激发单个光栅的前焦面（FFP）图液相环境中无衍射BSW的生成改变激发光偏振方向，BSW被TE偏振方向的激发光激发2*2m18m52m无衍射BSW自修复SEM图实验及FDTD计算得到的无衍射BSW的

5、自修复 强度轮廓图，表明BSW经过三个障碍物仍能保持非常好的无衍射效果液相环境中无衍射BSW自修复nSiO2=1.46-i*10(-4)nSi3N4=2.1-i*10(-4)BSW,46.52。空气中样品结构示意图1DPC对应的ATR48.3。光栅周期：570nm单个狭缝长度：30m周期个数：15光栅交叉角：170。光栅深度：100nm空气中样品结构图LRM测得空气中无衍射BSW的FFPLRM测得空气中无衍射BSW自修复LRM测得空气中无衍射BSW的BFPSEM图空气中无衍射BSW生成及其自修复效应总结（1）我们在理论和实验上都首次实现了介质/水、介质/空气中的无衍射BSW；（2）多层介质膜的损耗比金属的小，尤其是在可见光波段，