Формирование близкорасположенных световых пятен на основе лазерных зеркальных пучков Эйри
Автор: Хонина Светлана Николаевна, Порфирьев Алексей Петрович, Фомченков Сергей Александрович, Ларькин Алексей Станиславович, Савельев-Трофимов Андрей Борисович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 5 т.41, 2017 года.
Бесплатный доступ
Выполнено сравнительное численное исследование формирования в фокальной плоскости близкорасположенных световых пятен с помощью дифракционных решёток с комплексно сопряжёнными порядками и бинарных оптических элементов, согласованных с модами Эрмита-Гаусса и зеркальными пучками Эйри. Показано, что решётки позволяют формировать набор равномерных световых точек с высокой точностью, но формируемая картина быстро портится при смещении из плоскости фокуса. Пучки Эрмита-Гаусса в соответствии со своими модовыми свойствами обладают высокой устойчивостью к дефокусировке, но распределение интенсивности и размер световых точек в этом случае неравномерные. Зеркальные пучки Эйри представляют собой компромиссный вариант - они имеют более равномерную интенсивность световых пятен, чем моды Эрмита-Гаусса, и в то же время устойчивы к дефокусировке. Эксперименты с перестраиваемым лазером подтвердили упомянутые преимущества зеркальных пучков Эйри по сравнению с модами Эрмита-Гаусса, а также показали хорошую спектральную устойчивость изготовленных дифракционных оптических элементов.
Фокусировка в близкорасположенные световые пятна, дифракционный оптический элемент, моды эрмита-гаусса, зеркальные пучки эйри, глубина фокуса, хроматическая дисперсия
Короткий адрес: https://sciup.org/140228658
IDR: 140228658 | DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-661-669
Список литературы Формирование близкорасположенных световых пятен на основе лазерных зеркальных пучков Эйри
- Malka, V. Principles and applications of compact laser-plasma accelerators/V. Malka, J. Faure, Y.A. Gauduel, E. Lefebvre, A. Rousse, K.T. Phuoc//Nature Physics. -2008. -Vol. 4. -P. 447-453. - DOI: 10.1038/nphys966
- Cheng, J. A review of ultrafast laser materials micromachining/J. Cheng, C. Liu, S. Shang, D. Liu, W. Perrie, G. Dearden, K. Watkins//Optics and Laser Technology. -2013. -Vol. 46. -P. 88-102. - DOI: 10.1016/j.optlastec.2012.06.037
- Uryupina, D.S. Femtosecond laser-plasma interaction with prepulse-generated liquid metal microjets/D.S. Uryupina, K.A. Ivanov, A.V. Brantov, A.B. Savel'ev, V.Yu. Bychenkov, M.E. Povarnitsyn, R.V. Volkov, V.T. Tikhonchuk//Physics of Plasmas. -2012. -Vol. 19, Issue 1. -013104 (8 p.). - DOI: 10.1063/1.3675871
- Lar'kin, A. Microjet formation and hard x-ray production from a liquid metal target irradiated by intense femtosecond laser pulses/A. Lar'kin, D. Uryupina, K. Ivanov, A. Savel'ev, T. Bonnet, F. Gobet, F. Hannachi, M. Tarisien, M. Versteegen, K. Spohr, J. Breil, B. Chimier, F. Dorchies, C. Fourment, P.-M. Leguay, V.T. Tikhonchuk//Physics of Plasmas. -2014. -Vol. 21, Issue 9. -093103 (7 p.). - DOI: 10.1063/1.4894099
- Алфёров, С.В. О возможности управления лазерной абляцией при острой фокусировке фемтосекундного излучения/С.В. Алфёров, С.В. Карпеев, С.Н. Хонина, К.Н. Тукмаков, О.Ю. Моисеев, С.А. Шуляпов, К.А. Иванов, А.Б. Савельев-Трофимов//Квантовая электроника. -2014. -Т. 44, № 11. -С. 1061-1065.
- Hayasaki, Y. Variable holographic femtosecond laser processing by use of a spatial light modulator/Y. Hayasaki, T. Sugimoto, A. Takita, N. Nishida//Applied Physics Letters. -2005. -Vol. 87, Issue 3. -031101. - DOI: 10.1063/1.1992668
- Kuang, Z. High throughput diffractive multi-beam femtosecond laser processing using a spatial light modulator/Z. Kuang, W. Perrie, J. Leach, M. Sharp, S.P. Edwardson, M. Padgett, G. Dearden, K.G. Watkins//Applied Surface Science. -2008. -Vol. 255, Issue 5-1. -P. 2284-2289. - DOI: 10.1016/j.apsusc.2008.07.091
- Chen, Y. Self-splitting properties of a Hermite-Gaussian correlated Schell-model beam/Y. Chen, J. Gu, F. Wang, Y. Cai//Physical Review A. -2015. -Vol. 91. -013823. - DOI: 10.1103/PhysRevA.91.013823
- Дифракционная оптика и нанофотоника/Е.А. Безус, Д.А. Быков, Л.Л. Досколович, А.А. Ковалев, В.В. Котляр, А.Г. Налимов, А.П. Порфирьев, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, С.С. Стафеев, С.Н. Хонина, под ред. В.А. Сойфера. -М.: Физматлит, 2014. -608 с. -ISBN 978-5-922115711.
- Kuroiwa, Y. Arbitrary micropatterning method in femtosecond laser microprocessing using diffractive optical elements/Y. Kuroiwa, N. Takeshima, Y. Narita, S. Tanaka, K. Hirao//Optics Express. -2004. -Vol. 12, Issue 9. -P. 1908-1915.
- Torres-Peiró, S. Parallel laser micromachining based on diffractive optical elements with dispersion compensated femtosecond pulses/S. Torres-Peiró, J. González-Ausejo, O. Mendoza-Yero, G. Mínguez-Vega, P. Andrés, J. Lancis//Optics Express. -2013. -Vol. 21, Issue 26. -P. 31830-31836. - DOI: 10.1364/OE.21.031830
- Хонина, С.Н. Исследование фокусировки в близкорасположенные световые пятна при освещении дифракционных оптических элементов коротким импульсным лазерным пучком/С.Н. Хонина, С.А. Дегтярев, А.П. Порфирьев, О.Ю. Моисеев, С.Д. Полетаев, А.С. Ларькин, А.Б. Савельев-Трофимов//Компьютерная оптика. -2015. -Т. 39, № 2. -С. 187-196. - DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-2-187-196
- Ларькин, А.С. Формирование мод Эрмита-Гаусса пучка мощного фемтосекундного лазерного излучения с помощью бинарно-фазовых дифракционных оптических элементов/А.С. Ларькин, Д.В. Пушкарев, С.А. Дегтярев, С.Н. Хонина, А.Б. Савельев//Квантовая электроника. -2016. -Т. 46, № 8. -С. 733-737.
- Kirk, J.P. Phase-only complex-valued spatial filters/J.P. Kirk, A.L. Jones//Journal of the Optical Society of America. -1971. -Vol. 61, Issue 8. -P. 1023-1028. - DOI: 10.1364/JOSA.61.001023
- Khonina, S.N. Encoded binary diffractive element to form hyper-geometric laser beams/S.N. Khonina, S.A. Balalayev, R.V. Skidanov, V.V. Kotlyar, B. Päivänranta, J. Turunen//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2009. -Vol. 11, Issue 6. -065702 (7 p.). - DOI: 10.1088/1464-4258/11/6/065702
- Хонина, С.Н. Саморепродукция многомодовых пучков Гаусса-Эрмита/С.Н. Хонина, В.В. Котляр, В.А. Сойфер//Письма в Журнал технической физики. -1999. -Т. 25, № 12. -С. 62-69.
- Khonina, S.N. Specular and vortical Airy beams/S.N. Khonina//Optics Communications. -2011. -Vol. 284, Issue 19. -P. 4263-4271. - DOI: 10.1016/j.optcom.2011.05.068
- Banders, M.A. Airy-Gauss beams and their transformation by paraxial optical systems/M.A. Banders, J.C. Gutiérrez-Vega//Optics Express. -2007. -Vol. 15, Issue 25. -P. 16719-16728. - DOI: 10.1364/OE.15.016719
- Siviloglou, G.A. Accelerating finite energy Airy beams/G.A. Siviloglou, D.N. Christodoulides//Optics Letters. -2007. -Vol. 32, Issue 8. -P. 979-981. - DOI: 10.1364/OL.32.000979
- Dufresne, E.R. Computer-generated holographic optical tweezer arrays/E.R. Dufresne, G.C. Spalding, M.T. Dearing, S.A. Sheets, D.G. Greer//Review of Scientific Instruments. -2001. -Vol. 72, Issue 3. -P. 1810-1816. - DOI: 10.1063/1.1344176
- Сойфер, В.А. Оптическое манипулирование микрообъектами: достижения и новые возможности, порожденные дифракционной оптикой/В.А. Сойфер, В.В. Котляр, С.Н. Хонина//Физика элементарных частиц и атомного ядра. -2004. -Т. 35, № 6. -С. 1368-1432.
- Khonina, S.N. Generation and selection of laser beams represented by a superposition of two angular harmonics/S.N. Khonina, V.V. Kotlyar, V.A. Soifer, K. Jefimovs, J. Turunen//Journal of Modern Optics. -2004. -Vol. 51, Issue 5. -P. 761-773. - DOI: 10.1080/09500340408235551
- Porfirev, A.P. Experimental investigation of multi-order diffractive optical elements matched with two types of Zernike functions/A.P. Porfirev, S.N. Khonina//Proceedings of SPIE. -2016. -Vol. 9807. -98070E. - DOI: 10.1117/12.2231378
- Golub, M.A. Laser beam splitting by diffractive optics/M.A. Golub//Optics and Photonics News. -2004. -Vol. 15, Issue 2. -P. 36-41. - DOI: 10.1364/OPN.15.2.000036
- Zhu, L. Three-dimensional shape-controllable focal spot array created by focusing vortex beams modulated by multi-value pure-phase grating/L. Zhu, M. Sun, M. Zhu, J. Chen, X. Gao, W. Ma, D. Zhang//Optics Express. -2014. -Vol. 22, Issue 18. -P. 21354-21367. - DOI: 10.1364/OE.22.021354
- Khonina, S.N. Generation of Gauss-Hermite modes using binary DOEs/S.N. Khonina, V.V. Kotlyar, V.A. Soifer, J. Lautanen, M. Honkanen, J.P. Turunen//Proceedings of SPIE. -1999. -Vol. 4016. -P. 234-239. - DOI: 10.1117/12.373630
- Backus, S. High power ultrafast lasers/S. Backus, C.G. Durfee, M.M. Murnane, H.C. Kapteyn//Review of Scientific Instruments. -1998. -Vol. 69, Issue 3. -P. 1207-1223 DOI: 10.1063/1.1148795
Статья научная
