光學(xué)天線(xiàn)的詳細(xì)資料介紹

　　天線(xiàn)，按維基百科的定義，“是一種用來(lái)發(fā)射或接收無(wú)線(xiàn)電波—或更廣泛來(lái)講—電磁波的器件”。例如，在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，天線(xiàn)被用于發(fā)射與接收射頻與微波波段的電磁波。而在我們的智能手機(jī)中，就有內(nèi)置的平面倒F天線(xiàn)（PIFA），用于接收和輻射射頻波段在2.4GHz和5GHz的電磁波信號(hào)。

　　偶極子天線(xiàn)

　　由于天線(xiàn)對(duì)電磁波的調(diào)控作用服從經(jīng)典電磁學(xué)的基礎(chǔ)方程，也即麥克斯韋方程（Maxwell Equations），而麥克斯韋方程在形式上具有頻率（波長(zhǎng)）不變性，也就是說(shuō)，麥克斯韋方程組并沒(méi)有限制天線(xiàn)的工作波長(zhǎng)。因此，在射頻波段電磁天線(xiàn)的諸多功能（例如頻率選擇表面，相控陣?yán)走_(dá)等），邏輯上也可以在光頻段實(shí)現(xiàn)。

　　麥克斯韋方程組在從無(wú)線(xiàn)電波到紫外光的整個(gè)電磁波譜范圍都是成立的從尺度上來(lái)看，天線(xiàn)的工作波長(zhǎng)λ與天線(xiàn)尺度L是線(xiàn)性相關(guān)的。以最簡(jiǎn)單的1/2波長(zhǎng)偶極子天線(xiàn)（dipole antenna）為例，它由兩根1/4波長(zhǎng)單極子天線(xiàn)（monopole antenna）組成，其長(zhǎng)度是工作波長(zhǎng)λ的一半。對(duì)于工作900MHz的射頻天線(xiàn)，其長(zhǎng)度為估算為L(zhǎng) = λ/ 2= （3e8 m/s / 900e6 /s） /2 = 0.167m。而工作波長(zhǎng)在可見(jiàn)光的天線(xiàn)，其長(zhǎng)度估算為L(zhǎng) = λ/（2n），這里n為天線(xiàn)所處的介質(zhì)環(huán)境的折射率［2］。對(duì)于工作波長(zhǎng)為680nm（紅光）的光學(xué)天線(xiàn)，假設(shè)其制備襯底為硅，則L = λ/ （2n）= 680 nm / 2 / 3.4 = 100 nm?？梢?jiàn)，對(duì)光學(xué)天線(xiàn)（光頻段電磁天線(xiàn)）的研究，首先要解決的是要能實(shí)驗(yàn)制備與光波長(zhǎng)尺度可比擬，乃至比光波長(zhǎng)尺度還要小的微納結(jié)構(gòu)。