本發(fā)明涉及光學(xué)，尤其涉及一種偏振控制器及光學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

1、偏振控制器是一種用于調(diào)控光波偏振態(tài)的光學(xué)器件，廣泛應(yīng)用于光通信、光學(xué)傳感、激光技術(shù)等領(lǐng)域。偏振控制器的核心功能是對(duì)輸入光的偏振態(tài)進(jìn)行精確調(diào)整，以滿(mǎn)足特定應(yīng)用需求。

2、基于表面等離子體的偏振控制器能夠在更小的尺寸下實(shí)現(xiàn)更精確的偏振控制，適用于復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和高端應(yīng)用，尤其是在微納光學(xué)和集成光學(xué)領(lǐng)域中表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。

3、但是，相關(guān)技術(shù)中傳統(tǒng)的基于表面等離子體的偏振控制器受衍射極限的影響，難以在納米尺度上實(shí)現(xiàn)對(duì)光場(chǎng)的精確約束，從而難以實(shí)現(xiàn)納米尺度的光波偏振態(tài)的調(diào)控。因此，如何實(shí)現(xiàn)在納米尺度上對(duì)光場(chǎng)進(jìn)行精確約束，從而實(shí)現(xiàn)納米尺度的光波偏振態(tài)的調(diào)控，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種偏振控制器及光學(xué)裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的偏振控制器難以在納米尺度上實(shí)現(xiàn)對(duì)光場(chǎng)的精確約束，從而難以實(shí)現(xiàn)納米尺度的光波偏振態(tài)的調(diào)控的缺陷，實(shí)現(xiàn)在納米尺度上對(duì)光場(chǎng)進(jìn)行精確約束，從而實(shí)現(xiàn)納米尺度的光波偏振態(tài)的調(diào)控。

2、本發(fā)明提供一種偏振控制器，包括：金屬襯底層、納米線(xiàn)和氧化物介質(zhì)層；

3、所述氧化物介質(zhì)層設(shè)置于所述金屬襯底層的上方；所述納米線(xiàn)沿直線(xiàn)延伸，所述納米線(xiàn)設(shè)置于所述氧化物介質(zhì)層的內(nèi)部，所述納米線(xiàn)與所述金屬襯底層平行；

4、所述納米線(xiàn)的一端為非偏振光的入射端，所述納米線(xiàn)的另一端與所述金屬襯底層之間的縫隙為偏振光的出射端。

5、根據(jù)本發(fā)明提供的一種偏振控制器，所述金屬襯底的材料選自金、銀、鋁、銅以及銦中的一種或多種。

6、根據(jù)本發(fā)明提供的一種偏振控制器，所述氧化物介質(zhì)層的材料為二氧化硅。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種偏振控制器，所述納米線(xiàn)的材料為硅。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種偏振控制器，所述納米線(xiàn)與目標(biāo)交界面之間的距離不大于25納米，所述目標(biāo)交界面為所述金屬襯底層與所述氧化物介質(zhì)層之間的交界面。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種偏振控制器，所述納米線(xiàn)的橫截面為圓形，所述納米線(xiàn)的直徑為100至300納米。

10、根據(jù)本發(fā)明提供的一種偏振控制器，所述納米線(xiàn)與所述目標(biāo)交界面之間的距離為2至5納米。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種偏振控制器，所述偏振控制器工作于橫磁模tm模式下。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種偏振控制器，所述非偏振光的波長(zhǎng)范圍為800至1600納米。

13、本發(fā)明還提供一種光學(xué)裝置，包括如上任一所述的偏振控制器。

14、本發(fā)明提供的偏振控制器、光學(xué)裝置及光學(xué)系統(tǒng)，偏振控制器包括金屬襯底層、納米線(xiàn)和氧化物介質(zhì)層，氧化物介質(zhì)層設(shè)置于金屬襯底層的上方，納米線(xiàn)沿直線(xiàn)延伸，納米線(xiàn)設(shè)置于氧化物介質(zhì)層的內(nèi)部，納米線(xiàn)于金屬襯底層平行，納米線(xiàn)的一端為非偏振光的入射端，所述納米線(xiàn)的另一端與所述金屬襯底層之間的縫隙為偏振光的出射端，偏振控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且容易制作，通過(guò)在納米線(xiàn)與金屬介質(zhì)層之間形成由低折射率縫隙，從而能在納米尺度下實(shí)現(xiàn)聚光和起偏功能，由于在低射率縫隙與高折射率的納米線(xiàn)界面處電場(chǎng)的不連續(xù)性，納米線(xiàn)與金屬襯底層之間的低射率縫隙中的光場(chǎng)得到了增強(qiáng)，并與金屬襯底層表面的等離子體波進(jìn)行耦合，能夠?qū)崿F(xiàn)在納米尺度上對(duì)光場(chǎng)進(jìn)行精確約束，突破衍射極限的光場(chǎng)限制，實(shí)現(xiàn)納米尺度的光波偏振態(tài)的調(diào)控，同時(shí)由于金屬襯底層的等離子體激元對(duì)偏振模式的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)tm偏振，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種偏振控制器，其特征在于，包括：金屬襯底層、納米線(xiàn)和氧化物介質(zhì)層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振控制器，其特征在于，所述金屬襯底的材料選自金、銀、鋁、銅以及銦等中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振控制器，其特征在于，所述氧化物介質(zhì)層的材料為二氧化硅。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振控制器，其特征在于，所述納米線(xiàn)的材料為硅。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振控制器，其特征在于，所述納米線(xiàn)與目標(biāo)交界面之間的距離不大于25納米，所述目標(biāo)交界面為所述金屬襯底層與所述氧化物介質(zhì)層之間的交界面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振控制器，其特征在于，所述納米線(xiàn)的橫截面為圓形，所述納米線(xiàn)的直徑為100至300納米。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏振控制器，其特征在于，所述納米線(xiàn)與所述目標(biāo)交界面之間的距離為2至5納米。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振控制器，其特征在于，所述偏振控制器工作于橫磁模tm模式下。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的偏振控制器，其特征在于，所述非偏振光的波長(zhǎng)范圍為800至1600納米。

10.一種光學(xué)裝置，其特征在于，包括：如權(quán)利要求1至9任一所述的偏振控制器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種偏振控制器及光學(xué)裝置，涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，偏振控制器包括金屬襯底層、納米線(xiàn)和氧化物介質(zhì)層；氧化物介質(zhì)層設(shè)置于金屬襯底層的上方；納米線(xiàn)沿直線(xiàn)延伸，納米線(xiàn)設(shè)置于氧化物介質(zhì)層的內(nèi)部，納米線(xiàn)與金屬襯底層平行；納米線(xiàn)的一端為非偏振光的入射端，納米線(xiàn)的另一端與金屬襯底層之間的縫隙為偏振光的出射端。本發(fā)明提供的偏振控制器及光學(xué)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)在納米尺度上對(duì)光場(chǎng)進(jìn)行精確約束，突破衍射極限的光場(chǎng)限制，實(shí)現(xiàn)納米尺度的光波偏振態(tài)的調(diào)控，同時(shí)由于金屬襯底層的等離子體激元對(duì)偏振模式的要求，偏振控制器能夠?qū)崿F(xiàn)TM偏振，能夠滿(mǎn)足不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)馄駹顟B(tài)的特定要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：王心悅,李向榮,周文慧,張譯文,劉志航,劉宇花,王天成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24