悬链线光学

✍ dations ◷ 2025-11-08 17:23:01 #悬链线光学

悬链线光学（英语：Catenary Optics）是现代光学的一个分支，研究利用悬链线函数描述亚波长尺度的光学和电磁效应。悬链线函数可分为两类，一类是双曲余弦函数（也称为普通悬链线），可描述两列相向传播的倏逝波干涉形成的电场强度分布；另一类是对数余弦函数（又称为等强度悬链线，英语：Catenary of equal strength），可描述圆偏振光的电场矢量在某一截面形成的流线。由于经典光学中的圆偏振态对应于量子力学中光子的自旋态，利用等强度悬链线构造亚波长结构可高效调控光子的自旋-轨道相互作用。

2015年，Science Advances杂志发表一篇名为《Catenary optics for achromatic generation of perfect optical angular momentum》的研究论文，报道了利用对数余弦函数形状的亚波长结构调控光子的自旋-轨道相互作用，并将其用于产生光学轨道角动量和构造平面超构透镜，被认为在下一代平面光学中具有重要作用。2019年，研究人员进一步将悬链线光学的概念推广到悬链线电磁学，揭示了金属超构表面中悬链线场和悬链线色散的数学关系，并将其用于宽带超构表面的设计。同年，Springer出版了英文专著《Catenary Optics》。

悬链线光学主要关注悬链线函数在亚波长尺度的新效应和新应用。在悬链线光学这一概念正式出现之前，已经有一些利用悬链线函数进行光学调控的研究。以金属-介质表面的表面等离激元（Surface plasmon polariton, SPP）为例，当金属薄膜的厚度或金属膜上狭缝的宽度小于SPP的衰减深度时，相邻的SPP会耦合在一起，其电场和磁场强度满足双曲余弦或双曲正弦函数。2003年，研究人员通过光刻胶记录的方法，实验观测到悬链线形状的光场分布。由于悬链线光场的等效波长远小于真空波长，其通过双缝干涉所形成的条纹周期也远小于波长，该现象被称为“异常杨氏双缝干涉（Extraordinary Young's Interference）”。利用悬链线光场的短波长和长焦深特性，可以构建超分辨成像透镜，在365nm波长单次曝光实现22nm分辨力，结合多重图形等工艺，可进一步将分辨力提升到10nm以下。

悬链线光学的主要内涵有三点：悬链线结构、悬链线场和悬链线色散。利用悬链线结构可构造平面透镜，对电磁波和光波进行波前调控；利用悬链线场可实现超分辨光场调控；利用悬链线色散可对宽带超构表面进行快速设计。目前，对悬链线光学的研究还在持续，更多的新现象和新应用还有待发现。

相关

人类Y染色体DNA单倍型类群人类Y染色体DNA单倍型类群（Human Y-chromosome DNA haplogroup）是利用Y染色体遗传变异特性进行人类学研究的一门科学，主要用于研究人类的“非洲起源论”及以后的种群分布的遗传
国际航空集团国际航空集团（英语：International Consolidated Airlines Group，缩写：IAG）是一家英国及西班牙合资的航空控股公司（英语：List of airline holding companies），总部在英国伦敦，公司则在
威廉·沃尔夫威廉·沃尔夫（德语：Wilhelm Wolff，1809年6月21日－1864年5月9日）生于西里西亚，是德国塔尔努夫的一位学校校长。1831年参加了激进的学生运动，并因此在1834年到1838年坐牢。1846年在布
尼察自治市尼察自治市（拉脱维亚语：Nīcas novads），是拉脱维亚的一个自治市，设立于2009年。尼察自治市位于该国西部，人口3,538人，面积350.8 平方公里，人口密度约11人/km2。
范庆 (嘉靖进士)范庆（？－？），字元会，江西南昌府丰城县人，军籍，明朝政治人物。曾历苏州府知府。江西乡试第六十七名举人。嘉靖十四年（1535年）中式乙未科会试第一百九十九名，登第二甲第三十二名进士。曾祖范
鲁塔洛·穆罕默德鲁塔洛·穆罕默德（英语：Lutalo Muhammad，1991年6月3日－）生于伦敦，是一名英国男子跆拳道运动员，曾就读于密德萨斯大学。他的父母都是津巴布韦人。穆罕默德的父亲在他三岁时开始担任
李德謇李德謇（生卒年不详），京兆三原（今陕西省三原县东北）人，唐代名将李靖之子，官至将作少匠。唐朝贞观十七年（643年），太子李承乾与汉王李元昌、驸马都尉杜荷、大将侯君集等欲意起兵逼宫，事泄，
陈栋 (1957年)陈栋（1957年8月－），男，安徽合肥人，中华人民共和国政治人物、高级教师。1978年3月至1982年元月，就读于安徽师范大学外语系英语专业。毕业后分配至合肥六中任教，历任合肥六中高中英语教
耿九畴明《三才图会》载《刑部尚书耿清惠公像》耿九畴（1396年－1460年），字禹范，号恒菴，河南卢氏人，籍贯山西乐平（今昔阳县），明朝政治人物，永乐甲辰进士。天顺初，官至南京刑部尚书。元代名臣吕思诚重外孙。父耿綗，山西乐平（今昔阳县）人。任河南卢氏教谕，永乐元年（1403年）卒于任上，于是便在当地落户。永乐二十二年（1424年）登甲辰科三甲进士。为政清廉，生活节俭，公务之余，只是焚香读书，廉洁之名，妇孺皆知。宣德六年（1431年）授礼科给事中。正统初，任盐运司同知，因母丧去职，民众数千人依依不舍。正统十年（1
胶冷杉胶冷杉（学名：Abies balsamea）分布在北美及极圈附近，生长于寒冷潮湿的山区，大约高25m。深绿光泽、长约25cm的针叶背面有两条银色条纹，和其紫色球果都具有香味。树皮切口采集的油树脂称为加拿大胶（英语：Canada balsam），常用于黏合光学元件或切片标本。