Экспериментальное исследование продольной компоненты электрического поля на оптической оси в ближнем поле дифракции высокоапертурных бинарных аксиконов при цилиндрической поляризации освещающего пучка
Автор: Хонина Светлана Николаевна, Алфров Сергей Владимирович, Карпеев Сергей Владимирович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Физика и электроника
Статья в выпуске: 4-1 т.15, 2013 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрена дифракция лазерного излучения с цилиндрической поляризацией (радиальной и азимутальной) на высокоапертурных бинарных аксиконов с различной структурой. Проведен теоретический анализ дифракции на основе метода разложения по плоским волнам и показано, что в зависимости от поляризации на оптической оси концентрируется либо продольная, либо поперечные компонент электрического поля. Аналитически и численно показано, что внесение асимметрии в структуру аксикона соответствует внесению фазовой сингулярности в падающий пучок и позволяет управлять распределением различных компонент электрического поля в фокальной плоскости. Для высокоапертурных бинарных аксиконов трех конфигураций (осесимметричный, биаксикон и спиральный) проведены экспериментальные измерения в ближней зоне дифракции при освещении излучением с радиальной и азимутальной поляризацией. Результаты эксперимента качественно согласуются с теоретическими результатами как по геометрии, так и по масштабу распределений.
Острая фокусировка, цилиндрическая поляризация, дифракционный аксикон, компоненты электрического поля, метод разложения по плоским волнам, ближнепольный микроскоп
Короткий адрес: https://sciup.org/148202218
IDR: 148202218
Список литературы Экспериментальное исследование продольной компоненты электрического поля на оптической оси в ближнем поле дифракции высокоапертурных бинарных аксиконов при цилиндрической поляризации освещающего пучка
- Vector propagation of radially polarized Gaussian beams diffracted by an axicon/Y. Zhang, L. Wang, C. Zheng//J. Opt. Soc. Am. A. 2005. Vol. 22, No. 11. Pp. 2542-2546.
- Kalosha V.P., Golub I. Toward the subdiffraction focusing limit of optical superresolution//Opt. Lett. 2007. 32. Рр. 3540-3542.
- T. Grosjean, F. Baida, and D. Courjon, Conical optics: the solution to confine light//APPLIED OPTICS. 2007. Vol. 46, No. 11, Рр.1994-2000.
- Котляр В.В., Стафеев С.С. Моделирование острой фокусировки радиально-поляризованной лазерной моды с помощью конического и бинарного микроаксиконов//Компьютерная оптика. 2009. Т.33. №1. С.52-60.
- Хонина С.Н., Устинов А.В., Волотовский С.Г., Ковалёв А.А. Расчёт дифракции линейно-поляризованного ограниченного пучка с постоянной интенсивностью на высокоапертурных бинарных микроаксиконах в ближней зоне//Компьютерная оптика. 2010. 34(4). С. 443-460.
- Dorn R. Sharper focus for a radially polarized light beam//Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 233901.
- Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications/Qiwen Zhan//Advances in Optics and Photonics. 2009. V. 1. P. 1457.
- Generating radially polarized beams inter-ferometrically/S.C. Tidwell, D.H. Ford, and W.D. Kimura//Applied Optics. 1990. V. 29. P. 2234-2239.
- Radially and azimuthally polarized beams generated by space-variant dielectric subwavelength gratings/Z. Bomzon, G. Biener, V. Kleiner, and E. Hasman//Opt. Lett. -2002. V. 27(5). P. 285-287.
- Generation of a radially polarized laser beam by use of a conical Brewster prism/Yuichi Kozawa and Shunichi Sato//Opt. Lett. 2005. V. 30(22). P. 3063-3065.
- Оптическая схема для универсальной генерации и конверсии поляризационно-неоднородного лазерного излучения с использованием ДОЭ/С.В. Карпеев, С.Н. Хонина//Компьютерная оптика. 2009. Т. 33. №3.С. 261-267.
- Расчёт дифракции линейно-поляризованного ограниченного пучка с постоянной интенсивностью на высокоапертурных бинарных микроаксиконах в ближней зоне/ С.Н. Хонина, А.В. Устинов, С.Г. Волотовский, А.А. Ковалёв // Компьютерная оптика. 2010. 34(4). С. 443-460
- Хонина С.Н., Формирование осевого отрезка с уменьшенным поперечным размером для линейной поляризации освещающего пучка с помощью высокоапертурных бинарных аксиконов, не обладающих осевой симметрией//Компьютерная оптика. 2010. 34(4). С. 461-468.
- Хонина С.Н., Нестеренко Д.В., Морозов А.А., Скиданов Р.В., Пустовой И.А. Экспериментальное исследование дифракции линейно-поляризованного Гауссова пучка на бинарных микроаксиконах с периодом близким к длине волн//Компьютерная оптика. 2011. 35(1). С. 11-21.
- Экспериментальная демонстрация формирования продольной компоненты электрического поля на оптической оси с помощью высокоапертурных бинарных аксиконов при линейной и круговой поляризации освещающего пучка / С.Н. Хонина, С.В.Карпеев, С.В. Алфёров, Д.А. Савельев // Компьютерная оптика, 2013, 37(1), 76-87
- Mansuripur M. Certain computational aspects of vector diffraction problems//J. Opt. Soc. Am. A Vol. 6, No. 5, 786-805 (1989).
- Jia B., Gan X., and Gu M. Direct observation of a pure focused evanescent field of a high numerical aperture objective lens by scanning near-field optical microscopy//Appl. Phys. Letters, 86, 131110 (2005)
- Карпеев С.В., Хонина С.Н., Алферов С.В. Исследование острой фокусировки поляризационно-неоднородных лазерных пучков высокого порядка методами ближнепольной микроскопии//Компьютерная оптика, 2012. Т. 36(4). С. 506-510.
- Khonina S.N., Karpeev S.V., Alferov S.V., Polarization converter for higher-order laser beams using a single binary diffractive optical element as beam splitter//Opt. Lett. Vol. 37, No. 12, 2385-2387 (2012).
- Luneburg R.K. Mathematical Theory of Optics. University of California Press, Berkeley, California, 1966.
- Хонина С.Н., Волотовский С.Г.Управление вкладом компонент векторного электрического поля в фокусе высокоапретурной линзы с помощью бинарных фазовых структур//Компьютерная оптика. 2010. Т. 34. № 1. С. 58-68.
- Khonina S.N., Golub I. How low can STED go? Comparison of different write-erase beam combinations for stimulated emission depletion microscopy//J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 29, No. 10, 2242-2246 (2012).
- Direct observation of a pure focused evanescent field of a high numerical aperture objective lens by scanning near-field optical microscopy/B. Jia, X. Gan and M. Gu//Appl. Phys. Letters. 2005. Vol. 86. P. 131110.
