下册

第四篇 亚波长电磁器件及系统

第14章 相位型光学超构表面

14.1 相位型超表面分类

14.2 相位型器件设计方法

14.2.1 电磁偏折器

14.2.2 平面透镜

14.2.3 相位型电磁超振荡透镜

14.2.4 涡旋光产生器

14.2.5 贝塞尔光束产生器

14.2.6 相位型计算全息图

14.3 传输相位型超表面器件

14.3.1 SP波导传输相位超表面器件

14.3.2 等效折射率型介质超表面器件

14.4 电路型相位超表面器件

14.4.1 反射式电路型相位超表面器件

14.4.2 透射式电路型相位超表面器件

14.5 几何相位型超表面器件

14.5.1 几何相位型超表面透射器件

14.5.2 几何相位型超表面反射全息器件

14.6 电路型—几何相位相结合的超表面器件

14.6.1 V形光天线对电磁波的振幅和相位调制

14.6.2 V形结构光束偏折器

14.6.3 V形结构聚焦透镜

14.6.4 V形结构涡旋光束产生器

14.6.5 V形结构全息器件

14.6.6 C形结构超构表面

参考文献

第15章 悬链线光学

15.1 光学中的曲面和曲线

15.1.1 折反射光学中的曲面问题

15.1.2 光学测地线中的曲面问题

15.1.3 平面光学中的曲线问题

15.2 光学悬链线

15.2.1 悬链线方程

15.2.2 折反射光学中的悬链线

15.2.3 光学测地线中的悬链线

15.2.4 平面光学中的悬链线

15.3 平面光学悬链线的应用

15.3.1 异常偏折及自旋霍尔效应

15.3.2 贝塞尔光束产生

15.3.3 完美涡旋光束产生

15.3.4 平面光学悬链线的变形及应用

15.3.5 相干技术提高光学悬链线结构器件效率

参考文献

第16章 亚波长电磁吸收技术

16.1 经典吸波材料及理论

16.1.1 Salisbury吸收屏

16.1.2 Jaumann吸波体

16.1.3 Planck-Rozanov带宽-厚度极限

16.2 亚波长电磁吸收材料的设计思路

16.2.1 传播波—束缚波转换

16.2.2 基于电磁谐振的局域电磁吸收

16.2.3 超表面理想电磁吸收模型

16.3 基于两波转换的电磁吸收器

16.3.1 金属孔阵列中的完美电磁吸收

16.3.2 结构参数对吸收特性的影响

16.3.3 孔阵列吸波材料的带宽拓展方法

16.4 大角度电磁吸收超材料

16.4.1 基于金属线对的大角度吸收器

16.4.2 六方晶格排布的全向电磁吸收器

16.5 基于理想吸收超表面的宽带电磁吸收材料

16.6 基于金属球腔的光波段宽带电磁吸收材料

16.7 可见光透明宽带电磁吸收材料

16.8 相干完美吸收

16.8.1 基于导电薄膜的超宽带相干吸收

16.8.2 基于镜像原理的大角度相干吸收器

16.8.3 基于相干吸收的光逻辑运算

16.9 其他亚波长电磁吸收器

16.9.1 基于衍射调控的宽带太赫兹电磁吸收材料

16.9.2 可调谐吸波材料

16.9.3 基于电磁吸收材料的热辐射调控

16.9.4 基于垂直生长碳纳米管的宽带光波吸收器

参考文献

第17章 亚波长偏振调制技术

17.1 电磁波的偏振特性

17.1.1 电磁波偏振基本理论

17.1.2 电磁波偏振的表示方法

17.2 传统偏振调制技术和偏振检测技术

17.2.1 传统偏振器件

17.2.2 偏振技术的应用

17.3 基于各向异性亚波长结构的偏振调制器件

17.3.1 各向异性亚波长结构的分析方法

17.3.2 各向异性亚波长结构偏振调制研究进展

17.3.3 超薄各向异性圆偏振器

17.3.4 偏振转换的色散调制数理模型

17.3.5 基于二维色散调制的宽带偏振转换器件

17.4 基于手性亚波长结构的偏振调制器

17.4.1 手性材料的分析方法

17.4.2 手性亚波长结构偏振调制研究进展

17.4.3 多频多偏振态平面手性圆偏振器

17.4.4 四频点低损耗手性圆偏振器

17.4.5 双频手性线偏振转换器件

17.4.6 同时具备圆二色性和旋光性的偏振转换器

17.4.7 非本征的亚波长手性结构

17.4.8 光学手性近场增强效应

17.4.9 亚波长手性结构的其他特性

17.5 亚波长结构相干偏振转换

17.5.1 理论模型

17.5.2 金属网格实现超宽带相干偏振转换

17.5.3 三维手性亚波长结构中的相干偏振转换

参考文献

第18章 亚波长天线和辐射技术

18.1 天线的基本参数

18.1.1 辐射方向图

18.1.2 方向性系数

18.1.3 天线的辐射效率和增益

18.1.4 输入阻抗及驻波比

18.1.5 天线的偏振态

18.1.6 天线的带宽

18.2 常用的微波天线种类

18.2.1 贴片天线

18.2.2 喇叭天线

18.2.3 偶极子天线

18.3 基于亚波长结构的微波天线技术

18.3.1 亚波长结构高方向性天线

18.3.2 亚波长结构偏振调制天线

18.3.3 亚波长结构辐射方向调控天线

18.3.4 基于亚波长结构的天线宽带化设计

18.4 纳米光学天线技术

18.4.1 纳米光学天线研究背景

18.4.2 纳米光学天线概念的提出

18.4.3 纳米光学天线的研究进展与应用

18.5 金属沟槽阵列光学天线

18.5.1 亚波长沟槽结构的电磁调制理论

18.5.2 单方向定向辐射金属沟槽阵列天线

18.5.3 多方向定向辐射金属沟槽阵列天线

18.5.4 角宽可控均匀辐射金属沟槽阵列天线

18.6 基于沟槽阵列结构的金属微结构天线

18.6.1 基于亚波长周期沟槽结构的高方向性缝隙天线

18.6.2 集成周期沟槽加载型微带贴片天线

18.7 纳米激光器

18.8 小结

参考文献

第19章 表面等离子体传感技术

19.1 表面等离子体共振传感技术

19.1.1 表面等离子体共振传感的基本原理及结构

19.1.2 SPR传感器的灵敏度

19.1.3 表面等离子体共振成像

19.1.4 SPR传感器的特点

19.2 局域表面等离子体共振传感技术

19.2.1 LSPR传感技术的概念及特点

19.2.2 球形纳米粒子的LSPR

19.2.3 典型纳米粒子的制备方法

19.2.4 基于纳米球光刻的LSPR传感器

19.3 表面增强拉曼散射传感技术

19.3.1 SERS概念

19.3.2 SERS机理

19.3.3 金属纳米结构的电磁场增强效应

19.3.4 基于AgFON的葡萄糖探测

参考文献

第20章 亚波长隐身和反隐身技术

20.1 隐身技术概述

20.1.1 隐身技术的概念

20.1.2 隐身技术发展历史

20.1.3 雷达隐身技术

20.1.4 红外隐身技术

20.2 基于吸波材料的电磁隐身技术

20.3 基于虚拟赋形的电磁隐身技术

20.3.1 基于变换光学的隐身衣

20.3.2 基于超表面的虚拟赋形

20.3.3 基于零折射率材料的RCS缩减技术

20.4 反隐身技术概述

20.4.1 传统隐身技术存在的问题

20.4.2 反隐身的主要技术手段

参考文献

第21章 亚波长电磁仿生学

21.1 自然界中的光学结构

21.1.1 植物中的微纳光学结构

21.1.2 动物中的微纳光学结构

21.2 结构色的成色机理

21.2.1 膜层干涉效应

21.2.2 衍射效应

21.2.3 散射效应

21.3 亚波长光学仿生器件

21.3.1 复眼结构的亚波长仿生技术

21.3.2 消反膜的仿生技术

21.3.3 偏振调制亚波长仿生技术

21.4 人工仿生结构色

21.4.1 具有光子晶体结构色的蚕丝织物

21.4.2 基于纳米金属结构色的高分辨率彩色滤光片

21.5 仿生加工方法

参考文献

第22章 亚波长电磁动态和智能器件

22.1 基于亚波长结构的波束扫描天线

22.1.1 动态相位调制原理

22.1.2 相位调制材料对电磁波辐射方向的调控原理

22.1.3 基于频率选择表面的扫描天线

22.1.4 基于反射阵列的波束扫描天线

22.1.5 基于传输阵列的波束扫描天线

22.2 基于亚波长结构的智能电磁吸收

22.2.1 基于二极管的L波段动态电磁吸收结构

22.2.2 基于石墨烯的太赫兹波段动态电磁吸收器件

22.3 偏振动态调控亚波长结构

22.3.1 手性智能偏振调控结构

22.3.2 各向异性动态偏振调控结构

22.4 基于柔性可延展材料的智能器件

参考文献

第23章 平面亚波长成像技术

23.1 小孔成像技术

23.2 波带片成像

23.3 光子筛成像

23.4 平面衍射成像

23.4.1 平面衍射透镜设计

23.4.2 平面衍射透镜的色散特性

23.4.3 平面衍射透镜的色散补偿

23.4.4 基于平面衍射透镜的望远镜系统

23.4.5 轻量化平面衍射透镜成像实验系统

23.5 超表面红外成像

23.6 其他微纳结构成像

参考文献

第五篇 超衍射光学

第24章 远场超衍射成像

24.1 衍射极限与超衍射光学

24.1.1 衍射极限概述

24.1.2 衍射受限的经典和量子理论

24.1.3 广义衍射极限及超衍射光学

24.2 传统分辨力增强技术

24.2.1 共聚焦激光扫描显微镜

24.2.2 结构光照明超分辨技术

24.3 基于超振荡光场的超衍射远场成像

24.3.1 从光瞳滤波器到超振荡

24.3.2 Bessel光束超衍射成像

24.3.3 基于长椭球函数的超振荡光瞳滤波器

24.3.4 超振荡望远镜

24.4 微球超衍射成像

24.5 荧光超衍射成像技术

24.5.1 受激辐射损耗超分辨技术

24.5.2 基于单分子定位的荧光超分辨显微技术

参考文献

第25章 近场超衍射成像

25.1 衍射极限与近场衍射极限

25.2 基于超透镜的超衍射成像

25.2.1 超透镜成像的基本理论

25.2.2 基于金属-介质多层膜的超分辨成像

25.3 基于超透镜的超衍射相衬成像

25.3.1 超衍射SP相衬成像技术原理

25.3.2 基于MIM透镜的超衍射相衬成像

25.3.3 MIM结构透镜的折射率差分辨力

25.3.4 MIM结构透镜的空间分辨力

25.3.5 MIM结构透镜相衬成像的实验验证

25.4 基于双曲超透镜的超衍射放大和缩小成像

25.4.1 基于双曲透镜的缩小成像

25.4.2 双曲透镜和超透镜组合成像方法

25.4.3 平板结构超分辨缩小成像设计方法

参考文献

第26章 超衍射光刻

26.1 传统光刻分辨力增强技术

26.1.1 相移掩模技术

26.1.2 离轴照明技术

26.1.3 邻近效应校正

26.1.4 光瞳滤波技术

26.2 表面等离子体超衍射光刻

26.2.1 表面等离子体超衍射干涉光刻

26.2.2 表面等离子体超衍射成像光刻

26.2.3 表面等离子体超衍射聚焦直写光刻

26.3 远场超衍射光束直写光刻

26.3.1 基于多光子吸收效应的双光束超衍射直写

26.3.2 基于单光子吸收的超衍射光束直写

26.3.3 基于吸收率调制材料的超衍射光束直写

参考文献

第27章 超衍射传输

27.1 表面等离子体波导

27.1.1 金属纳米颗粒波导

27.1.2 金属薄膜、条带及纳米线波导

27.1.3 金属狭缝波导

27.1.4 混合型表面等离子体波导

27.1.5 石墨烯表面等离子体波导

27.1.6 有源和非线性波导

27.1.7 等离子体波导与传统光学纳米线的融合

27.2 表面等离子体波导器件

27.2.1 激光器

27.2.2 滤波器

27.2.3 分束器

27.2.4 调制器

27.3 表面等离子体波导中的新颖现象

27.3.1 类电磁诱导透明

27.3.2 轨道角动量的超衍射传输

参考文献

后记

名词索引

缩写索引