【正文】 潛質(zhì)引起了人們的關(guān)注。表面等離子體共振（SPR）是一種由入射光在金屬/電介質(zhì)分界面上激發(fā)的電磁場(chǎng)。SPR的局域性、可增強(qiáng)性、短有效波長(zhǎng)是一些技術(shù)所渴求的特性，比如傳感、顯像、平板印刷等。在平板印刷中，應(yīng)用等離子體刻蝕可以得到更小的印刷圖案。作為波現(xiàn)象的一種，表面等離子體可以被適當(dāng)?shù)膸缀谓Y(jié)構(gòu)和金屬/電介質(zhì)結(jié)構(gòu)聚焦。金屬覆膜上有圓環(huán)刻紋的元件對(duì)表面等離子體表現(xiàn)出透鏡效應(yīng)，它能夠?qū)⒈砻娴入x子匯聚為一個(gè)非常狹窄的光斑。等離子體激發(fā)十分依賴于激發(fā)場(chǎng)的偏振性。比如，在一個(gè)衰減的全反射結(jié)構(gòu)中，只有p方向的偏振可以激發(fā)SPR。因而，擁有時(shí)刻與p方向保持一致的徑向偏振就有了用武之地。有人已經(jīng)指出，應(yīng)用一些軸對(duì)稱裝置，徑向偏振光可以最有效地聚焦等離子體。一束徑向偏振的光入射到電介質(zhì)/金屬的截面上，其完全與p方向重合的特性提供了一個(gè)被有意義的干涉高度聚焦的表面等離子體并加強(qiáng)了聚焦場(chǎng)。圖410展示了緊聚焦徑向偏振光在銀薄膜表面產(chǎn)生等離子體的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖410緊聚焦徑向偏振光在銀薄膜表面產(chǎn)生等離子體的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖經(jīng)過銀薄膜之后的光場(chǎng)分布可以表述為如下： （） （）其中，θmax，θmin分別是最大和最小入射角；P(θ)是切趾函數(shù)；tp(θ)是p波與吸收率與的關(guān)系函數(shù)；k1，k2分別是玻璃和空氣中的波數(shù)。 [11] 顯微鏡檢查技術(shù)，例如暗域成像、相消干涉對(duì)比顯微鏡以及相位差對(duì)比成像顯微鏡利用簡(jiǎn)單的折射率漸變或者表面高度漸變來獲取樣品的表面狀況。在反射暗域成像所得的圖像中，明亮的區(qū)域?qū)?yīng)于樣品表面的邊緣或者有很大斜率的斜坡部分，而暗區(qū)域則對(duì)應(yīng)于樣品表面平坦的區(qū)域。 據(jù)我們目前對(duì)于徑向偏振光的了解，我們發(fā)現(xiàn)，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的共焦顯微鏡裝置下，徑向偏振光提供了一個(gè)極佳的暗域成像光源。一種簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)暗域成像的方式是在高光色環(huán)形光束的截面環(huán)形域中心安置一個(gè)小孔并讓這束光被反射面反射回來?？梢杂^察到，光束照射一個(gè)高斜率的斜坡后，因?yàn)楣廨S上的位相對(duì)稱性被破壞，所以返回的光束截面就不再保持環(huán)形。圖411展示了這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖411 照射一個(gè)平面（a）和一個(gè)邊緣（b）后的光照度分布[11]圖412中展示了一個(gè)用徑向偏振光照射獲得的暗域成像圖與樣品正常光照下的圖的對(duì)比。從圖中我們可以看到，暗域成像中的明亮的部分與樣品的表面狀況極其相近。圖413是暗域成像的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。放大倍數(shù)為100╳的物鏡被用來聚焦800nm的鈦：藍(lán)寶石激光。激光束已經(jīng)被干涉轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為徑向偏振光。當(dāng)光束分束器在以一個(gè)小的反射角反射回程光束的同時(shí)，圓環(huán)域光束正交偏振部分的反射率差異被減小了。物鏡出瞳處的圖像被耦合進(jìn)光子晶體光纖。經(jīng)由光纖傳輸而來的光被雪崩二極管檢測(cè)到。光學(xué)是一個(gè)專用的實(shí)驗(yàn)用成像光纖，它的直徑7um對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)為800nm的輸入光。 在之前我們介紹過，通過調(diào)整我們的聚焦系統(tǒng)，我們可以將徑向偏振光聚焦到一個(gè)更小的聚焦光斑。在成像領(lǐng)域中，光斑尺寸決定著成像的精度。因而，在暗域成像中，如果我們能夠進(jìn)一步地減小徑向偏振光（其一般情況為柱矢量偏振光）的聚焦光斑，那么暗域成像的精度就可以得到進(jìn)一步的提高和改善。圖412 一個(gè)徑向偏振光暗域成像示例[11] 圖413 暗域成像的光學(xué)系統(tǒng)示意圖[11]5 總 結(jié)在上述介紹中，我們先是指出了徑向偏振光的基礎(chǔ)特性在現(xiàn)代工業(yè)中極具誘惑力的獨(dú)特特性；進(jìn)而給出了這些特性的數(shù)學(xué)模型；其后又對(duì)每一特性給出了較為具體的圖示表達(dá)（包括偏振軸對(duì)稱性、緊聚焦特性等）。接著就徑向偏振光的產(chǎn)生，我們主要介紹腔外相干疊加線性正交偏振光的方法，同時(shí)也簡(jiǎn)單地拓展了另外一些方法；在徑向偏振光的應(yīng)用方面，我們選擇了具有代表性的三維光學(xué)鏈，分析了三維光學(xué)鏈的產(chǎn)生以及它在微粒子捕捉和操縱中的應(yīng)用原理。最后，我們就徑向偏振光在金屬切割中的優(yōu)異效率做出了解釋。在徑向偏振光的應(yīng)用介紹中，我們看到，這些應(yīng)用多與徑向偏振光獨(dú)特的緊聚焦特性相關(guān)（這種特性可以追根于其光束的偏振軸對(duì)稱特性）。緊聚焦場(chǎng)的高縱向分量、多變聚焦光斑、極限光斑尺寸在很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。徑向偏振光的緊聚焦特性被人們看重的同時(shí)，其一般情況‘柱矢量偏振光’的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐步地拓展。比如，柱矢量偏振光在大氣中傳播的二次統(tǒng)計(jì)狀態(tài)正被人們研究。如果這項(xiàng)研究在將來能有長(zhǎng)足的進(jìn)展，那么它將會(huì)減少光訊號(hào)在大氣中傳播中的損失并進(jìn)一步極大地影響自由空間中光通訊效率。同時(shí)，柱矢量偏振光在非線性材料中的特性也被納入研究項(xiàng)目中，我們期待它可以減少信號(hào)調(diào)制過程中的不穩(wěn)定因素。最近，太赫級(jí)柱矢量偏振光已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中獲得，并被證明，一個(gè)角向偏振的金屬表面等離子可以作為這種光束的波導(dǎo)。最近的報(bào)道指出，柱矢量偏振光可以進(jìn)一步考慮為空間對(duì)稱光束中的一種特殊情況?？臻g對(duì)稱光束的非旁軸傳播和聚焦特性也是一個(gè)研究的熱門。由此，我們可以預(yù)見到，隨著柱矢量偏振光（徑向偏振光）的產(chǎn)生方法越來越便捷和多樣，柱矢量偏振光（徑向偏振光）將會(huì)在更多更有趣的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。致 謝謝謝萬辰皓老師，沒有他的悉心指導(dǎo)，我?guī)缀鯚o法在這個(gè)方向上理出頭緒。同時(shí)也感謝林劍華同學(xué)在Matlab上的指導(dǎo)和啟發(fā)。參考文獻(xiàn)1. 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