Формирование конической фокальной области при острой фокусировке
Автор: Хонина Светлана Николаевна, Устинов Андрей Владимирович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Физика и электроника
Статья в выпуске: 6-1 т.15, 2013 года.
Бесплатный доступ
В работе исследуется формирование конической фокальной области на основе дополнения острофокусирующего объектива дифракционным фраксиконом, частным случаем которого является линейный аксикон. Изменение параметра фраксикона позволяет варьировать вытянутость конического распределения, что обеспечивает в острой части конуса формирование субволнового светового пятна. Аналогично действию узкой кольцевой апертуры уменьшение размеров фокального пятна достигается за счет потери энергии в центре фокуса. Однако сформированный световой конус позволяет выбирать наилучшее для пользователя соотношение энергетических и геометрических характеристик фокального пятна за счет смещения из фокуса. При круговой поляризации показана эффективность фраксикона как по компактности фокального пятна, так и по энергетическим характеристикам.
Острая фокусировка, дифракционный фраксикон, коническая фокальная область, варьируемый размер фокального пятна
Короткий адрес: https://sciup.org/148202512
IDR: 148202512 | УДК: 535.42
Forming of conic focal area at sharp focusing
We investigate formation of conic focal area on the basis of apodization of high-numerical-aperture objective by diffractive fracxicon, which special case is linear axicon. Change of fracxicon's parameter allows to vary elongation of conic distribution that provides formation of a subwavelength light spot in a sharp part of a cone. Similar to action of the narrow ring aperture reduction of the focal spot size is reached due to loss of energy in the center of focus. However the generated light cone allows to choose the best for the user a parity of power and geometrical characteristics of a focal spot by displacement from focus. At circular polarization efficiency of fracxicon both on compactness of a focal spot and under power characteristics is shown.
Список литературы Формирование конической фокальной области при острой фокусировке
- Методы компьютерной оптики [под ред. В.А. Сойфера], изд. 2-е, исправленное. Учебник, М.: Физматлит, 2003, 688с
- Sun C.-C., Liu C.-K. Ultrasmall focusing spot with a long depth of focus based on polarization and phase modu-lation//Opt. Lett. 28, 99-101 (2003).
- Fast focus field calculations/M. Leutenegger, R. Rao, R. A. Leitgeb, T. Lasser//Opt. Express, Vol. 14, No. 23, 11277-11291 (2006).
- Chen. W. Zhan Q. Three-dimensional focus shaping with cylindrical vector beams//Opt. Commun. 265,411-417 (2006).
- Jabbour T.G., Kuebler S.M. Vectorial beam shaping//Opt. Express, Vol. 16, No. 10, 7203-7213 (2008).
- Inversion of the Debye-Wolf diffraction integral using an eigenfunction representation of the electric fields in the focal region/M.R. Foreman, S.S. Sherif, P.R.T. Munro, P. Torok//Opt. Express, Vol. 16, No. 7, 4901-4917 (2008).
- “Creation of a needle of longitudinally polarized light in vacuum using binary optics/H. Wang, L. Shi, B. Lukyanchuk, C. Sheppard, C.T. Chong//Nat. Photonics 2, 501-505 (2008).
- Design of DOE for generating a needle of a strong longitudi-nally polarized field/K. Huang, P. Shi, X.-L. Kang, X. Zhang, Y.-P. Li//Opt. Lett. 35, 965-967 (2010).
- Khonina S.N. and Golub I. Enlightening darkness to diffraction limit and beyond: comparison and optimization of different polarizations for dark spot generation//J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 29, No. 7, 1470-1474 (2012).
- Fast vectorial calculation of the volumetric focused field distribution by using a three-dimensional Fourier transform/J. Lin, O.G. Rodríguez-Herrera, F. Kenny, D. Lara, J.C. Dainty//Opt. Express, Vol. 20, No. 2, 1060-1069 (2012).
- Khonina S.N., Volotovsky S.G., Controlling the contribution of the electric ?eld components to the focus of a high-aperture lens using binary phase structures//J. Opt. Soc. Am. A Vol.27, No.10, 2188-2197 (2010).
- Khonina S.N. Simple phase optical elements for narrowing of a focal spot in high-numerical-aperture conditions//Optical Engineering 52(9), 091711-7pp (2013).
- Rajesh K.B., Anbarasan P.M., Generation of sub-wavelength and super-resolution longitudinally polarized non-diffraction beam using lens axicon//Chin. Opt. Lett. 6(10), 785-787 (2008).
- Improvement of lens axicon's performance for longitudinally polarized beam generation by adding a dedicated phase transmittance/K.B. Rajesh, Z. Jaroszewicz, P.M. Anbarasan//Opt. Express, Vol. 18, No. 26, 26799-26805 (2010).
- Хонина С.Н., Волотовский С.Г., Исследование применения аксиконов в высокоапертурной фокусирующей системе//Компьютерная оптика, 34(1), 35-51 (2010).
- Хонина С.Н., Казанский Н.Л., Устинов А.В., Волотовский С.Г. Линзакон: непараксиальные эффекты//Оптический журнал, Том 78, № 11, с. 44-51 (2011).
- Хонина С.Н., Волотовский С.Г., Фраксикон -дифракционный оптический элемент с конической фокальной областью//Компьютерная оптика, 33(4), 401-411 (2009).
- Хонина С.Н., Павельев В.С., Чичков Б.Н. Формирование 3D фокальной области с заострением для приложений многофотонной полимеризации//Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета), №2(26), 206-214 (2011).
- Richards, B., Wolf, E. Electromagnetic diffraction in optical systems II. Structure of the image ?eld in an aplanatic system//Proc. Royal Soc. A. 1959. V. 253. P. 358-379.
- Хонина С.Н., Волотовский С.Г., Анализ возможности субволновой локализации света и углубления фокуса высокоапертурной фокусирующей системы при использовании вихревой фазовой функции пропускания//Электромагнитные волны и электронные системы, №11, 6-25 (2010).
