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）和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。

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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！