Металинза для острой фокусировки оптического вихря с круговой поляризацией при освещении светом с линейной поляризацией
Автор: Налимов Антон Геннадьевич, Котляр Виктор Викторович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.43, 2019 года.
Бесплатный доступ
Рассчитана трёхуровневая спиральная металинза в плёнке аморфного кремния, рельеф которой состоит из двух субволновых решёток с периодом 220 нм (для длины волны 633 нм) и глубиной 90 нм и 170 нм, которая при освещении светом с линейной поляризацией формирует оптический вихрь с топологическим зарядом 2 и левой круговой поляризацией. Распределение интенсивности в фокусе на расстоянии 633 нм от поверхности металинзы имеет вид круглого субволнового кольца, а продольная проекция вектора Пойнтинга на оптической оси отрицательная (обратный поток энергии). Две субволновые решётки с разной глубиной работают как четвертьволновые пластинки и преобразуют линейную поляризацию в круговую, но с задержкой по фазе на половину длины волны. Такая металинза выполняет функции трёх оптических элементов: четвертьволновой пластинки, спиральной фазовой пластинки и дифракционной микролинзы с высокой числовой апертурой (близкой к единице).
Оптический вихрь, поляризация, четвертьволновая пластинка, обратный поток, металинза
Короткий адрес: https://sciup.org/140246482
IDR: 140246482 | DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-4-528-534
Список литературы Металинза для острой фокусировки оптического вихря с круговой поляризацией при освещении светом с линейной поляризацией
- Bomzon, Z. Radially and azimuthally polarized beams generated by space-variant dielectric subwavelength gratings / Z. Bomzon, G. Biener, V. Kleiner, E. Hasman // Optics Letters. - 2002. - Vol. 27, Issue 5. - P. 285-287.
- Bomzon, Z. Pancharatnam-Berry phase in space-variant polarization-state manipulations with subwavelength gratings / Z. Bomzon, V. Kleiner, E. Hasman // Optics Letters. - 2001. - Vol. 26, Issue 18. - P. 1424-1426.
- Ghadyani, Z. Concentric ring metal grating for generating radially polarized light / Z. Ghadyani, I. Vartiainen, I. Harder, W. Iff, A. Berger, N. Lindlein, M. Kuittinen // Applied Optics. - 2011. - Vol. 50, Issue 16. - P. 2451-2457.
- Lin, J. Nanostructured holograms for broadband manipulation of vector beams / J. Lin, P. Genevet, M.A. Kats, N. Antoniou, F. Capasso // Nano Letters. - 2013. - Vol. 13, Issue 9. - P. 4269-4274.
- Genevet, P. Holographic optical metasurfaces: a review of current progress / P. Genevet, F. Capasso // Reports on Progress in Physics. - 2015. - Vol. 78, Issue 2. - 024401.
- Päivänranta, B. Low-cost fabrication of form-birefringent quarter-wave plates / B. Päivänranta, N. Passilly, J. Pietarinen, P. Laakkonen, M. Kuittinen, J. Tervo // Optics Express. - 2008. - Vol. 16, Issue 21. - P. 16334-16342.
- Lin, M.-Y. Design and fabrication of birefringent nano-grating structure for circularly polarized light emission / M.-Y. Lin, T.-H. Tsai, Y.L. Kang, Y.-C. Chen, Y.-H. Huang, Y.-J. Chen, X. Fang, H.Y. Lin, W.-K. Choi, L.A. Wang, C.-C. Wu, S.-C. Lee // Optics Express. - 2014. - Vol. 22, Issue 7. - P. 7388-7398.
- Lin, M.-Y. Design and fabrication of nano-structure for three-dimensional display application / M.-Y. Lin, T.-H. Tsai, L.-J. Hsiao, W.-C. Tu, S.-H. Wu, L.A. Wang, S.-C. Lee, H.Y. Lin // IEEE Photonics Technology Letters. - 2016. - Vol. 28, Issue 8. - P. 884-886.
- Levy, U. Engineering space-variant inhomogeneous media for polarization control / U. Levy, C.-H. Tsai, L. Pang, Y. Fainman // Optics Letters. - 2004. - Vol. 29, Issue 15. - P. 1718-1720.
- Lerman, G.M. Generation of a radially polarized light beam using space-variant subwavelength gratings at 1064 nm / G.M. Lerman, U. Levy // Optics Letters. - 2008. - Vol. 33, Issue 23. - P. 2782-2784.
- Kotlyar, V.V. Thin high numerical aperture metalens / V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, S.S. Stafeev, Changyu Hu, L. O'Faolain, M.V. Kotlyar, D. Gibson, S. Song // Optics Express. - 2017. - Vol. 25, Issue 7. - P. 8158-8167. -
- DOI: 10.1364/OE.25.008158
- Kotlyar, V.V. Subwavelength grating-based metalens for focusing of laser light / V.V. Kotlyar, S.S. Srafeev, A.G. Nalimov, L. O'Faolain // Applied Physics Letters. - 2019. - Vol. 114, Issue 14. - 141107. -
- DOI: 10.1063/1.5092760
- 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. -
- DOI: 10.1088/2040-8986/ab14c8
- 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
- Levy, U. Engineering space-variant inhomogeneous media for polarization control / U. Levy, C.H. Tsai, L. Pang, Y. Fainman // Optics Letters. - 2004. - Vol. 29, Issue 15. - P. 1718-1720.
