利用干涉式倏逝波激发纳米天线实现超高灵敏度位移与相位计量

摘要： 我们提出了一种基于纳米天线与干涉消逝波相互作用实现超高灵敏度位移与相位测量的方法。研究表明，通过优化纳米天线设计，微小的位移和相对相位变化可转化为傅里叶空间中散射方向的改变。这种高灵敏度响应源于消逝波干涉图案中产生的纯虚数坡印廷矢量方向具有显著的位置依赖性。利用强约束的消逝驻波，我们在纳米天线的零散射方向（该方向随位移呈大范围线性变化）上实现了高灵敏度测量；而采用弱约束的消逝波干涉时，可在特定位置附近获得对微小位移或相位变化的更高灵敏度。该方法的高灵敏特性可为多种计量应用奠定基础，同时该研究也揭示了坡印廷矢量虚部（与无功功率相关、常被光子学领域忽视的物理量）的重要意义。