Дифракция на аксиконе с учётом нескольких внутренних отражений
Автор: Устинов Андрей Владимирович, Дегтярев Сергей Александрович, Хонина Светлана Николаевна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.39, 2015 года.
Бесплатный доступ
В работе рассматривается дифракция лазерного излучения на узком аксиконе в случае, когда угол конуса значительно меньше предельного (при котором наступает полное внутреннее отражение). В этом случае для корректного описания прохождения излучения через аксикон необходимо рассматривать несколько внутренних отражений. Дифракция рассматривается в двух моделях: геометрооптической и на основе решения уравнения Гельмгольца методом конечных элементов. На основе лучевой модели получены аналитические выражения для значений конического угла, определяющих границы формирования действительного и мнимого фокусов. Моделирование с использованием метода конечных элементов подтвердило теоретические результаты.
Рефракционный аксикон, полное внутреннее отражение, действительный и мнимый фокусы, метод конечных элементов
Короткий адрес: https://sciup.org/14059389
IDR: 14059389 | DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-500-507
Список литературы Дифракция на аксиконе с учётом нескольких внутренних отражений
- McLeod, J.H. The axicon: a new type of optical element/J.H. McLeod//Journal of the Optical Society of America. -1954. -Vol. 44. -P. 592-597.
- Jaroszewicz, Z. Axicon -the most important optical element/Z. Jaroszewicz, A. Burvall, A.T. Friberg//Optics & Photonics News. -2005, April. -Vol. 16. -P. 34-39.
- Durnin, J. Diffraction-free beams/J. Durnin, J.J. Miceli, Jr., J.H. Eberly//Physical Review Letters. -1987. -Vol. 58. -P. 1499-1501.
- McGloin, D. Bessel beams: diffraction in a new light/D. McGloin, K. Dholakia//Contemporary Physics. -2005. -Vol. 46, Issue 1. -P. 15-28.
- Babadjanyan, A.J. Superfocusing of surface polaritons in the conical structure/A.J. Babadjanyan, N.L. Margaryan, Kh.V. Nerkararyana//Journal of Applied Physics. -2000. -Vol. 87(8). -P. 3785-3788.
- Novotny, L. Principles of Nano-Optics/L. Novotny, D. Hecht. -New York: Cambridge, 2006.
- Goncharenko, A.V. Wang, Electric near-field enhancing properties of a finite-size metal conical nano-tip/A.V. Goncharenko, H.-C. Chang, J.-K. Wang//Ultramicroscopy. -2007. -Vol. 107. -P. 151-157.
- Antosiewicz, T.J. Nanofocusing of radially polarized light with dielectric-metal-dielectric probe/T.J. Antosiewicz, P. Wróbel, T. Szoplik//Optics Express. -2009. -Vol. 17, Issue 11. -P. 9191-9196.
- Choo, H. Nanofocusing in a metal-insulator-metal gap plasmon waveguide with a three-dimensional linear taper/H. Choo, M.-K. Kim, M. Staffaroni, T.J. Seok, J. Bokor, S. Cabrini, P.J. Schuck, M.C. Wu, E. Yablonovitch//Nature Photonics. -2012. -Vol. 6. -P. 838-844.
- Berweger, S. Light on the tip of a needle: plasmonic nanofocusing for spectroscopy on the nanoscale/S. Berweger, J.M. Atkin, R.L. Olmon, M.B. Raschke//Journal of Physical Chemistry Letters. -2012. -Vol. 3. -P. 945-952.
- Gramotnev, D.K. Optimized nonadiabatic nanofocusing of plasmons by tapered metal rods/D.K. Gramotnev, M.W. Vogel, M.I. Stockman//Journal of Applied Physics. -2008. -Vol. 104. -P. 034311 (8 pp).
- Davoyan, A.R. Optimal tapers for compensating losses in plasmonic waveguides/A.R. Davoyan, I.V. Shadrivov, Y.S. Kivshar, D.K. Gramotnev//Physica Status Solidi (RRL). -2010. -Vol. 4(10). -P. 277-279.
- Degtyarev, S.A. Theoretical and experimental study of aperture size effects on the polarization sensitivity of near-field microscopy fiber-optic probes/S.A. Degtyarev, S.N. Khonina, S.V. Alferov, S.V. Karpeev//Proceedings of SPIE. -2014. -Vol. 9156. -P. 915608 (13 pp). -DOI:10.1117/12.2054204.
- Degtyarev, S.A. Transmission of focused light signal through an apertured probe of a near-field scanning microscope/S.A. Degtyarev, S.N. Khonina//Pattern Recognition and Image Analysis. -2015. -Vol. 25(2). -P. 306-313.
- Gramotnev, D.K. Nanofocusing of electromagnetic radiation/D.K. Gramotnev, S.I. Bozhevolnyi//Nature Photonics. -2014. -Vol. 8. -P. 14-23.
- Дегтярев, С.А. Нанофокусировка с помощью заострённых структур/С.А. Дегтярев, А.В. Устинов, С.Н. Хонина//Компьютерная оптика. -2014. -T. 38, № 4. -С. 629-637.
- Zhang, Y. Vector propagation of radially polarized Gaussian beams diffracted by an axicon/Y. Zhang, L. Wang, C. Zheng//Journal of the Optical Society of America A. -2005. -Vol. 22, Issue 11. -P. 2542-2546.
- Котляр, В.В. Моделирование острой фокусировки радиально-поляризованной лазерной моды с помощью конического и бинарного микроаксиконов/В.В. Котляр, С.С. Стафеев//Компьютерная оптика. -2009. -Т. 33, № 1. -С. 52-60.
- Khonina, S.N. A longitudinally polarized beam generated by a binary axicon/S.N. Khonina, S.A. Degtyarev//Journal of Russian Laser Research. -2015. -Vol. 36, No. 2. -P. 151-161.
- Хонина, С.Н. Исследование поляризационной чувствительности ближнепольного микроскопа с использованием бинарной фазовой пластины пучка/С.Н. Хонина, С.В. Алфёров, О.Ю. Моисеев, С.В. Карпеев//Компьютерная оптика. -2013. -Т. 37, № 3. -С. 326-331.
- Khonina, S.N. Strengthening the longitudinal component of the sharply focused electric field by means of higher-order laser beams/S.N. Khonina, S.V. Karpeev, S.V. Alferov//Optics Letters. -2013. -Vol. 38(17). -P. 3223-3226.
- Alferov, S.V. Study of polarization properties of fiber-optics probes with use of a binary phase plate/S.V. Alferov, S.N. Khonina, S.V. Karpeev//Journal of the Optical Society of America A. -2014. -Vol. 31(4). -P. 802-807.
- Khonina, S.N. Narrowing of a light spot at diffraction of linearly-polarized beam on binary asymmetric axicons/S.N. Khonina, D.V. Nesterenko, A.A. Morozov, R.V. Skidanov, V.A. Soifer//Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). -2012. -Vol. 21(1). -P. 17-26.
- Khonina, S.N. Experimental demonstration of the generation of the longitudinal E-field component on the optical axis with high-numerical-aperture binary axicons illuminated by linearly and circularly polarized beams/S.N. Khonina, S.V. Karpeev, S.V. Alferov, D.A. Savelyev, J. Laukkanen, J. Turunen//Journal of Optics. -2013. -Vol. 15. -P. 085704 (9 pp).
- Khonina, S.N. High-aperture binary axicons for the formation of the longitudinal electric field component on the optical axis for linear and circular polarizations of the illuminating beam/S.N. Khonina, D.A. Savelyev//Journal of Experimental and Theoretical Physics. -2013. -Vol. 117(4). -P. 623-630.
- Устинов, А.В. Расчёт комплексной функции пропускания рефракционных аксиконов/А.В. Устинов, С.Н. Хонина//Компьютерная оптика. -2011. -Т. 35, № 4. -С. 480-490.
- Устинов, А.В. Анализ дифракции лазерного излучения на аксиконе с числовой апертурой выше предельной/А.В. Устинов, С.Н. Хонина//Компьютерная оптика. -2014. -Т. 38, № 2. -С. 213-222.
Статья научная
