光子纳米射流（PNJ）可以将倏逝场向传播场转化从而突破衍射极限，因此在超分辨成像、生化分析检测和超高密度光存储等各个领域都有着巨大的应用价值。将液晶与微纳结构结合是常用于获取动态可调PNJ的方式，但是已有的液晶PNJ大多围绕微球结构开展，当考虑到液晶结合异质材料梯度轮廓的微结构时，其光场可调谐特性值得进一步研究。西安工业大学光电工程学院提出一种异质材料双层微金字塔结构耦合空间光调制的光子纳米射流光学元件，实现了光子纳米射流的动态可调。

通过时域有限差分法进行仿真计算，分析了微结构与背景折射率对比度减小时，发现光子纳米射流性能特征变化的基本规律。研究结果表明，改变液晶分子的旋转角，焦距变化范围由6.1λ达到了22.3λ，衰减长度最长达到36.5λ，与双层微球结构耦合液晶光子纳米射流相比提高了10λ。随着微结构与背景介质折射率之比的减小，半高全宽增大，聚焦效率的调节范围可以达到16.9 %~43.2%，此时，焦点逐渐远离微结构，能量向远场传输。借助于液晶这一空间光调制手段，双层微金字塔结构光子纳米射流实现了大范围的焦距调节和超长的传播长度，为光子纳米射流在光电探测、光学捕获等方面的应用提供理论支持。

本工作的计算得到了西安工业大学高算混合云服务平台的支持，发表于《光子学报》。

文章链接：http://www.photon.ac.cn/thesisDetails#10.3788/gzxb20225112.1223001&lang=zh

DOI：10.3788/gzxb20225112.1223001