Генерация поляризационно неоднородных лазерных пучков высокого порядка на основе применения ДОЭ
Автор: Хонина С.Н., Карпеев С.В.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Физика и электроника
Статья в выпуске: 4-1 т.13, 2011 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрена модификация разработанной ранее оптической системы для генерации поляризационно-неоднородного лазерного излучения, основанная на применении ДОЭ с несущей частотой. Уменьшение габаритов и веса оптической системы, снижение потерь световой энергии, а также уменьшение числа согласуемых параметров и упрощение настройки достигнуто за счет исключения из оптической схемы линз. Полностью сохраняются все функции предыдущей версии системы, а именно универсальность и простота перестройки на разные типы поляризаций. Проведенные эксперименты показали улучшение качества формирования пучков. Для получения цилиндрических пучков высокого порядка мода низкого порядка на выходе поляризационно-модового сумматора дополнительно преобразовывается с помощью ДОЭ, действующего в нулевом порядке дифракции и вносящего радиальные фазовые изменения.
Поляризационно-неоднородные пучки, радиальная и азимутальная поляризация, когерентная суперпозиция, дифракционные оптические элементы, несущая частота, цилиндрические пучки высокого порядка
Короткий адрес: https://sciup.org/148200119
IDR: 148200119 | УДК: 535.42
Generation of inhomogeneously polarized laser beams of high order by means of diffractive optical elements
Updating of developed before an optical system for generation of the inhomogeneously polarized laser radiation, based on application diffractive optical elements (DOEs) with carrier frequency, is considered. Reduction of sizes and weights of optical system, decrease in losses of light energy, and also reduction of number arranged parameters and simplification of adjustment is reached due to exception of lenses in the optical scheme. Advantages of the previous version of system, namely universality and simplicity of reorganization for different types of polarization are completely kept. The executed experiments have shown improvement of beam formation quality. To produce high order cylindrical beams the low order mode on an output of the mode polarized adder is transformed by a phase DOE, operating in the zero order of diffraction and making radial phase changes.
Список литературы Генерация поляризационно неоднородных лазерных пучков высокого порядка на основе применения ДОЭ
- Zhan Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications//Advances in Optics and Photonics. 2009. 1. P.1-57.
- Youngworth K.S. and Brown T.G. Focusing of high numerical aperture cylindrical vector beams//Opt. Express. 2000. V.7. P.77-87.
- DornR., QuabisS., Leuchs G. Sharper focus for a radially polarized light beam//Phys. Rev. Lett. 2003. V.91. P.233901.
- Kozawa Y. and Sato S. Sharper focal spot formed by higher order radially polarized laser beams//Journal of Optical Society of America A. 2007. V.24. P.1793.
- Sick B., Hecht B., Novotny L. Orientational imaging of single molecules by annular illumination//Phys. Rev. Lett. 2000. V.85. P.4482 4485.
- Novotny L., Beversluis M.R., Youngworth K.S., Brown T.G. Longitudinal field modes probed by single molecules//Phys. Rev. Lett. 2001. V.86. P.5251 5254.
- Gupta D.N., Kant N., Kim D.E., Suk H. Electron acceleration to GeV energy by a radially polarized laser//Physics Letters A. 2007. V.368. P.402-407.
- Niziev V.G., Nesterov A.V. Influence of Beam Polarization on Laser Cutting Efficiency//Journal of Physics D. 1999. V.32. P.1455-1461.
- Venkatakrishnan K. and Tan B. Interconnect microvia drilling with a radially polarized laser beam//J. Micromech. Microeng. 2006. V.16. P.2603-2607.
- YirmiyahuY., Niv A., Biener G., Kleiner V., Hasman E. Excitation of a single hollow waveguide mode using inhomogeneous anisotropic subwavelength structures//Opt. Express. 2007. V.15(20). P.13404-13414.
- Tidwell S.C., Ford D.H., Kimura W.D. Generating radially polarized beams interferometrically//Applied Optics. 1990. V.29. P.2234-2239.
- Passilly N., Saint Denis R. de, Aït-Ameur K., Treussart F., Hierle R., Roch J. F. Simple interferometric technique for generation of a radially polarized light beam//J. Opt. Soc. Am. A. 2005. V.22(5). P.984-991.
- Volpe G., Petrov D. Generation of cylindrical vector beams with few mode ыbers excited by Laguerre-Gaussian beams//Opt. Comm. 2004. V.237. P.89-95.
- Hirayama T., Kozawa Y., Nakamura T., Sato S. Generation of a cylindrically symmetric, polarized laser beam with narrow linewidth and fine tenability//Opt. Express. 2006. V.14(26). P.12839-12845.
- Davis J.A., McNamara D.E., Cottrell D.M., Sonehara T. Two dimensional polarization encoding with a phase only liquid crystal spatial light modulator//Appl. Opt. 2000. V.39. P.1549-15541.
- Neil M.A.A., Massoumian F., Juskaitis R., Wilson T. Method for the generation of arbitrary complex vector wave fronts//Opt. Lett. 2002. V.27(21). P.1929-1931.
- Kohler C., Haist T., Schwab X., Osten W. Hologram optimization for SLM based reconstruction with regard to polarization effects//Opt. Express. 2008. V.16(19). P.14853-14861.
- Карпеев С.В., Хонина С.Н. Оптическая схема для универсальной генерации и конверсии поляризационно-неоднородного лазерного излучения с использованием ДОЭ//Компьютерная оптика. 2009. т.33(3). C.261-267.
- Khonina S.N., Karpeev S.V. Grating based optical scheme for the universal generation of inhomogeneously polarized laser beams//Applied Optics. 2010. V.49(10). P. 1734-1738.
- Хонина С.Н., Котляр В.В., Сойфер В.А. Дифракционные оптические элементы, согласованные с модами Гаусса-Лагерра//Компьютерная оптика. 1997. Вып.17. С.25-31.
- Хонина С.Н. Формирование мод Гаусса Эрмита с помощью бинарных ДОЭ. II. Оптимизация апертурной функции//Компьютерная оптика. 1998. Вып.18. С.28-36.
- Khonina S.N., Kotlyar V.V., Soifer V.A., Lautanen J., Honkanen M., Turunen J. Generating a couple of rotating nondiffarcting beams using a binary phase DOE//Optik, 110 (3), 137-144 (1999)
- Дифракционная компьютерная оптика [под ред. В.А. Сойфера]. М., Физматлит, 2007. 736 с.
- Moser T., Glur H., Romano V., Pigeon F., Parriaux O., Ahmed M. A., Graf T. Polarization selective grating mirrors used in the generation of radial polarization//Appl. Phys. B 80, 707-713 (2005).
- Kozawa Y., Sato S. Generation of a radially polarized laser beam by use of a conical Brewster prism//Opt. Lett. 30, 3063-3065 (2005).
- Yonezawa K., Kozawa Y., Sato S. Generation of a radially polarized laser beam by use of the birefringence of a c cut Nd:YVO4 crystal//Opt. Lett. 31, 2151-2153 (2006).
- Friberg A. T. Stationary phase analysis of generalized axicons//J. Opt. Soc. Am. A 13(4) 743-750 (1996)
- Котляр В.В., Хонина С.Н., Сойфер В.А. Метод частичного кодирования для расчета фазовых формирователей мод Гаусса-Эрмита//Автометрия. 1999. № 6. С. 74-83.
- Khonina S.N., Balalayev S.A., Skidanov R.V., Kotlyar V.V., Paivanranta B., TurunenJ. Encoded binary diffractive element to form hyper geometric laser beams//J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2009. V. 11. P. 065702-065708.
- Khonina S.N., Kotlyar V.V., Soifer V.A., Honkanen M., Lautanen J., Turunen J. Generation of rotating Gauss Laguerre modes with binary phase diffractive optics//Journal of Modern Optics, 46 (2), 227-238 (1999).
- Kogelnik H., Li T. Laser beams and resonators//Appl. Opt. 1966. V.5(10). P.1550-1567.
- 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. 2010. №11. С. 6-25.
