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远场分量(平面波角谱)与倏逝波

远场分量(平面波角谱)与倏逝波的详细解释

在光学和电磁学中,远场分量(平面波角谱)倏逝波是描述光场传播特性的两个核心概念,尤其在衍射理论、近场光学和超分辨成像中至关重要。以下是它们的物理意义、数学描述及实际应用对比:

角谱分解:光场可视为不同方向平面波的叠加。


2. 倏逝波(Evanescent Wave)

(3) 典型应用

  • 近场扫描光学显微镜(NSOM):突破衍射极限,分辨纳米结构。

  • 表面等离子体激元(SPP):金属-介质界面上的倏逝波耦合。

  • 超透镜(Metalens):利用倏逝波恢复超分辨图像。

(4) 直观图示


全反射时的倏逝波:振幅沿垂直界面方向指数衰减。

6. 总结

  • 远场分量:由可传播的平面波组成,主导传统光学系统的成像和衍射。

  • 倏逝波:高频局域场,携带亚波长信息,是近场光学和超分辨技术的基础。

  • 联系:角谱方法统一描述了二者,但倏逝波需特殊手段(如近场探针)才能探测。

理解这两类波对设计光学系统(如超透镜、纳米光子器件)至关重要!

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