Фокусировка цилиндрического векторного пучка второго порядка градиентной линзой Микаэляна
Автор: Стафеев Сергей Сергеевич, Козлова Елена Сергеевна, Налимов Антон Геннадьевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 1 т.44, 2020 года.
Бесплатный доступ
В данной работе моделировалась фокусировка цилиндрического векторного пучка второго порядка градиентной линзой Микаэляна. Показано, что линза формирует вблизи своей выходной поверхности область обратного потока энергии. В случае, если высоту линзы сделать больше расчётной и снабдить углублением на оси, удаётся локализовать область прямого потока энергии внутри материала линзы, а область с преимущественно обратным потоком энергии вынести в свободное пространство.
Вектор пойнтинга, обратный поток энергии, градиентная линза, цилиндрический векторный пучок
Короткий адрес: https://sciup.org/140247071
IDR: 140247071 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-633
Список литературы Фокусировка цилиндрического векторного пучка второго порядка градиентной линзой Микаэляна
- Grosjean, T. Longitudinally polarized electric and magnetic optical nano-needles of ultra high lengths / T. Grosjean, I. Gauthier // Optics Communications. - 2013. - Vol. 294. - P. 333-337.
- Wu, Z. Optimization-free approach for generating subdiffraction quasi-non-diffracting beams / Z. Wu, K. Zhang, S. Zhang, Q. Jin, Z. Wen, L. Wang, L. Dai, Z. Zhang, H. Chen, G. Liang, Y. Liu, G. Chen // Optics Express. - 2018. - Vol. 26, Issue 13. - 16585.
- Guan, J. Transversely polarized sub-diffraction optical needle with ultra-long depth of focus / J. Guan, J. Lin, C. Chen, Y. Ma, J. Tan, P. Jin // Optics Communications. - 2017. - Vol. 404. - P. 118-123.
- Yu, Y. Engineering of multi-segmented light tunnel and flattop focus with designed axial lengths and gaps / Y. Yu, H. Huang, M. Zhou, Q. Zhan // Optics Communications. - 2018. - Vol. 407. - P. 398-401.
- Zheng, C. Characterization of the focusing performance of axial line-focused spiral zone plates / C. Zheng, S. Su, H. Zang, Z. Ji, Y. Tian, S. Chen, K. Mu, L. Wei, Q. Fan, C. Wang, X. Zhu, C. Xie, L. Cao, E. Liang // Applied Optics. - 2018. - Vol. 57, Issue 14. - P. 3802-3807.
- Lin, J. Generation of longitudinally polarized optical chain by 4 П focusing system / J. Lin, R. Chen, P. Jin, M. Cada, Y. Ma // Optics Communications. - 2015. - Vol. 340. - P. 69-73.
- Yu, Y. Generation of uniform three-dimensional optical chain with controllable characteristics / Y. Yu, Q. Zhan // Journal of Optics. - 2015. - Vol. 17, Issue 10. - 105606.
- Kotlyar, V.V. Reverse and toroidal flux of light fields with both phase and polarization higher-order singularities in the sharp focus area / V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, A.A. Kovalev // Optics Express. - 2019. - Vol. 27, Issue 12. - P. 16689-16702. -
- DOI: 10.1364/OE.27.016689
- Kotlyar, V.V. Energy density and energy flux in the focus of an optical vortex: reverse flux of light energy / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A. G. Nalimov // Optics Letters. - 2018. - Vol. 43, Issue 12. - P. 2921-2924. -
- DOI: 10.1364/OL.43.002921
- Kotlyar, V.V. Energy backflow in the focus of a light beam with phase or polarization singularity / V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, A.G. Nalimov // Physical Review A. - 2019. - Vol. 99, Issue 3. -033840. -
- DOI: 10.1103/PhysRevA.99.033840
- Stafeev, S.S. The non-vortex inverse propagation of energy in a tightly focused high-order cylindrical vector beam / S.S. Stafeev, V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, E.S. Kozlova // IEEE Photonics Journal. - 2019. - Vol. 11, Issue 4. - 4500810. -
- DOI: 10.1109/JPHOT.2019.2921669
- Novotny, L. Principles of nano-optics / L. Novotny, B. Hecht. - Cambridge: Cambridge University Press, 2006. - 539 p.
- Sukhov, S. On the concept of "tractor beams" / S. Sukhov, A. Dogariu // Optics Letters. - 2010. - Vol. 35, Issue 22. - P. 3847-3849.
- Микаэлян, А.Л. Использование слоистой среды для фокусировки волн / А.Л. Микаэлян // Доклады АН СССР. - 1951. - Т. 81. - С. 569-571.
- Rivas-Moscoso, J.M. Focusing of light by zone plates in Selfoc gradient-index lenses / J.M. Rivas-Moscoso, D. Nieto, C. Gomez-Reino, C.R. Fernandez-Pousa // Optics Letters. - 2003. - Vol. 28, Issue 22. - P. 2180-2182.
- Hewak, D.W. Solution deposited optical waveguide lens / D.W. Hewak, J.W.Y. Lit // Applied Optics. - 1989. - Vol. 28, Issue 19. - P. 4190-4198.
- Zentgraf, T. Plasmonic Luneburg and Eaton lenses / T. Zentgraf, Y. Liu, M.H. Mikkelsen, J. Valentine, X. Zhang // Nature Nanotechnology. - 2011. - Vol. 6, Issue 3. - P. 151-155.
- Born, M. Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light / M. Born, E. Wolf. - 6th (corrected) ed. - Elsevier, 2013.
- Fathollahi Khalkhali, T. Polarization-independent and super broadband flat lens composed of graded index annular photonic crystals / T. Fathollahi Khalkhali, M. Alipour-Beyraghi, M. Lalenejad, A. Bananej // Optics Communications. - 2019. - Vol. 435. - P. 202-211.
- Gaufillet, F. Design of flat graded index lenses using dielectric graded photonic crystals / F. Gaufillet, E. Akmansoy // Optical Materials. - 2015. - Vol. 47. - P. 555-560.
- Gilarlue, M.M. Photonic crystal waveguide intersection design based on Maxwell's fish-eye lens / M.M. Gilarlue, S.H. Badri, H. Rasooli Saghai, J. Nourinia, C. Ghobadi // Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications. - 2018. - Vol. 31. - P. 154-159.
- Xia, F. Negative Luneburg lens based on the graded annular photonic crystals / F. Xia, S. Li, K. Zhang, L. Jiao, W. Kong, L. Dong, M. Yun // Physica B: Condensed Matter. - 2018. - Vol. 545. - P. 233-236.
- Lin, S.C.S. Gradient-index phononic crystals / S.C.S. Lin, T.J. Huang, J.H. Sun, T.T. Wu // Physical Review B. - 2009. - Vol. 79, Issue 9. - 094302.
- Zhu, Y. Broadband ultra-deep sub-diffraction-limit optical focusing by metallic graded-index (MGRIN) lenses / Y. Zhu, W. Yuan, H. Sun, Y. Yu // Nanomaterials. - 2017. - Vol. 7, Issue 8. - 221.
- Gilarlue, M.M. Multilayered Maxwell's fisheye lens as waveguide crossing / M.M. Gilarlue, J. Nourinia, C. Ghobadi, S.H. Badri, H. Rasooli Saghai // Optics Communications. - 2019. - Vol. 435. - P. 385-393.
- Badri, S.H. Maxwell's fisheye lens as efficient power coupler between dissimilar photonic crystal waveguides / S.H. Badri, M.M. Gilarlue // Optik. - 2019. - Vol. 185. - P. 566-570.
- Behera, S. Design and studies on gradient index metasurfaces for broadband polarization-independent, subwavelength, and dichroic focusing / S. Behera, K. Kim // Applied Optics. - 2019. - Vol. 58, Issue 18. - P. 5128-5135.
- Котляр, В.В. Острая фокусировка лазерного света с помощью микрооптики / В.В. Котляр, С.С. Стафеев, А.Г. Налимов. - Самара: ООО "Новая техника", 2018. - 344 с.
- Zhang, X.A. Ordered 3D thin-shell nanolattice materials with near-unity refractive indices / X.A. Zhang, A. Bagal, Стафеев С.С., Козлова Е.С., Налимов А.Г. Фокусировка цилиндрического векторного пучка второго порядка градиентной линзой.. E.C. Dandley, J. Zhao, C.J. Oldham, B.I. Wu, G.N. Parsons, C.H. Chang // Advanced Functional Materials. - 2015. - Vol. 25, Issue 42. - P. 6644-6649.
- Kwon, D.H. Low-index metamaterial designs in the visible spectrum / D.H. Kwon, D.H. Werner // Optics Express. - 2007. - Vol. 15, Issue 15. - P. 9267-9272.
- Kotlyar, V.V. Single metalens for generating polarization and phase singularities leading to a reverse flow of energy / V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, S.S. Stafeev, L. O'Faolain // Journal of Optics. - 2019. - Vol. 21, Issue 5. - 055004.
- Novitsky, A.V. Negative propagation of vector Bessel beams / A.V. Novitsky, D.V. Novitsky // Journal of the Optical Society of America A. - 2007. - Vol. 24, Issue 9. - P. 2844-2849.
Статья научная
