一种调节复合偶极子近场定向系统

本发明涉及光学，更具体的说是涉及一种调节复合偶极子近场定向系统。

背景技术：

1、偏振是光的一种基本性质，在许多近场耦合现象中起着关键作用，特别是在近场方向性的操纵中。作为一个典型的例子，janus偶极子的近场耦合面取向本质上是由线性极化表面波的极化状态决定的，即表面波是横磁(tm)波还是横电(te)波。偏振是光的固有特性，极大地丰富了光与物质相互作用的物理特性。它提供了一种合适的方法来塑造光流，特别是操纵近场耦合，包括耦合方向和耦合强度。偏振控制的近场耦合现象是许多应用的关键，如近场显微镜、手性量子光学、光子计算、纳米路由、生物医学和临床偏振学。

2、光的偏振为调整近场耦合提供了两条途径。一种途径是控制入射波的偏振状态，这在实验中很容易实现。在自旋动量锁定的控制下，入射波极化的手性可以由左旋圆极化变为右旋圆极化来控制激发表面波的方向性。另一种途径是控制受激表面波的极化状态。

3、迄今为止，通过改变表面波的极化状态来操纵近场耦合还处于起步阶段，主要集中在线性极化的表面波上。也就是说，虽然非线性极化的表面波(例如耦合tm-te表面波)的物理系统很丰富，但是目前依然是仅利用偶极源携带的tm或te倏逝波来操纵近场耦合。

4、因此，如何通过控制非线性极化的表面波来实现偶合面的翻转是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种调节复合偶极子近场定向系统，通过在平行于光学界面的平面上旋转janus偶极子本身，来翻转janus偶极子的耦合面的方向，而不依赖于表面波偏振的变化，为调节近场耦合中的干涉提供了另一种范式。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种调节复合偶极子近场定向系统，包括：平行平板波导、janus偶极子、非磁性材料，所述非磁性材料设置于所述平行平板波导中间，所述janus偶极子设置于所述非磁性材料内部，在垂直于平行平板波导的面内旋转。

4、优选的，所述平行平板波导为垂直间隔固定距离的两块相互平行的完美电导体。

5、优选的，所述非磁性材料包括：第一非磁性材料、第二非磁性材料，所述第二非磁性材料设置于两块所述第一非磁性材料中间；所述janus偶极子设置于所述第二非磁性材料内部，所述janus偶极子垂直到达所述第一非磁性材料与所述第二非磁性材料的接触面的距离相同，所述接触面之间相互平行，所述janus偶极子旋转形成的面与所述接触面平行。

6、优选的，还包括外耦合器，所述外耦合器为所述第一非磁性材料与所述第二非磁性材料的接触面，用于观测所述janus偶极子旋转形成的耦合面和非耦合面。

7、优选的，所述janus偶极子包括电偶极子与磁偶极子。

8、优选的，所述janus偶极子的旋转角度取值范围为[0°,90°]。

9、优选的，使所述janus偶极子的旋转的工作频率低于所述平行平板波导中tm和te导波模式的截止频率。

10、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种调节复合偶极子近场定向系统，通过在平行于光学界面的平面上旋转janus偶极子本身，来翻转janus偶极子的耦合面的方向，而不依赖于表面波偏振的变化，为调节近场耦合中的干涉提供了另一种范式。

技术特征：

1.一种调节复合偶极子近场定向系统，其特征在于，包括：平行平板波导、janus偶极子(5)、非磁性材料，所述非磁性材料设置于所述平行平板波导中间，所述janus偶极子(5)设置于所述非磁性材料内部，在垂直于平行平板波导的面内旋转。

2.根据权利要求1所述的一种调节复合偶极子近场定向系统，其特征在于，所述平行平板波导为垂直间隔固定距离的两块相互平行的完美电导体(1)。

3.根据权利要求1所述的一种调节复合偶极子近场定向系统，其特征在于，所述非磁性材料包括：第一非磁性材料(2)、第二非磁性材料(3)，所述第二非磁性材料(3)设置于两块所述第一非磁性材料(2)中间；所述janus偶极子(5)设置于所述第二非磁性材料(3)内部，所述janus偶极子(5)垂直到达所述第一非磁性材料(2)与所述第二非磁性材料(3)的接触面的距离相同，所述接触面之间相互平行，所述janus偶极子(5)旋转形成的面与所述接触面平行。

4.根据权利要求3所述的一种调节复合偶极子近场定向系统，其特征在于，还包括外耦合器(4)，所述外耦合器(4)为所述第一非磁性材料(2)与所述第二非磁性材料(3)的接触面，用于观测所述janus偶极子(5)旋转形成的耦合面和非耦合面。

5.根据权利要求1所述的一种调节复合偶极子近场定向系统，其特征在于，所述janus偶极子(5)包括电偶极子与磁偶极子。

6.根据权利要求1所述的一种调节复合偶极子近场定向系统，其特征在于，所述janus偶极子(5)的旋转角度取值范围为[0°,90°]。

7.根据权利要求1所述的一种调节复合偶极子近场定向系统，其特征在于，使所述janus偶极子(5)的旋转的工作频率低于所述平行平板波导中tm和te导波模式的截止频率。

技术总结
本发明公开了一种调节复合偶极子近场定向系统，涉及光学技术领域，包括：平行平板波导、Janus偶极子、非磁性材料，所述非磁性材料设置于所述平行平板波导中间，所述Janus偶极子设置于所述非磁性材料内部，在垂直于平行平板波导的面内旋转。本发明公开的一种调节复合偶极子近场定向系统通过在平行于光学界面的平面上旋转Janus偶极子本身，来翻转Janus偶极子的耦合面的方向，而不依赖于表面波偏振的变化，为调节近场耦合中的干涉提供了另一种范式。

技术研发人员：林晓,王婵,陈佳林,廖大双,张新岩,王华萍,陈红胜
受保护的技术使用者：浙江大学金华研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8