Моделирование генерации оптических вихрей с помощью спиральной зонной пластинки из серебра
Автор: Козлова Елена Сергеевна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 6 т.42, 2018 года.
Бесплатный доступ
С помощью FDTD-метода, реализованного в пакете FullWAVE (RSoft), промоделирован процесс формирования оптических вихрей в ходе распространения Гауссова пучка с круговой (левой или правой) поляризацией через фазовую и амплитудную спиральные зонные пластинки с топологическим зарядом 2, диаметром 8 мкм, фокусным расстоянием 532 нм. Исследование амплитуды и фазы распределений в фокальной плоскости показывает наличие оптических вихрей с топологическим зарядом 2. Анализ продольной компоненты вектора Умова-Поинтинга показал наличие обратного потока энергии в области фокуса. При этом в случае использования амплитудной спиральной зонной пластинки величина обратного потока много меньше, чем в случае фазовой спиральной зонной пластинки.
Оптические вихри, спиральная зонная пластинка, топологический заряд, круговая поляризация, обратный поток, вектор умова-поинтинга, fdtd-метод
Короткий адрес: https://sciup.org/140238469
IDR: 140238469 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-6-977-984
Список литературы Моделирование генерации оптических вихрей с помощью спиральной зонной пластинки из серебра
- Padgett, M.J. Orbital angular momentum 25 years on/M.J. Padgett//Optic Express. -2017. -Vol. 25, Issue 10. -P. 11265-11274. - DOI: 10.1364/OE.25.011265
- Cheng, K. The Poynting vector and angular momentum density of Swallowtail-Gauss beams/K. Cheng, G. Lu, X. Zhong//Optics Communications. -2017. -Vol. 396. -P. 58-65. - DOI: 10.1016/j.optcom.2017.03.038
- Котляр, В.В. Орбитальный угловой момент астигматического Гауссова лазерного пучка/В.В. Котляр, А.А. Ковалёв//Компьютерная оптика. -2017. -Т. 41, № 5. -С. 609-615. - DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-609-616
- Mafakheri, E. Realization of electron vortices with large orbital angular momentum using miniature holograms fabricated by electron beam lithography/E. Mafakheri, A.H. Tavabi, P. Lu, R. Balboni, F. Venturi, C. Menozzi, G.C. Gazzadi, S. Frabboni, A. Sit, R.E. Dunin-Borkowski, E. Karimi, V. Grillo//Applied Physics Letters. -2017. -Vol. 110, Issue 4. -093113. - DOI: 10.1063/1.4977879
- Backlund, M.P. The double-helix point spread function enables precise and accurate measurement of 3D single-molecule localization and orientation/M.P. Backlund, M.D. Lew, A.S. Backer, S.J. Sahl, G. Grover, A. Agrawal, R. Piestun, W.E. Moerner//Proceedings of SPIE. -2013. -Vol. 8590. -85900L. - DOI: 10.1117/12.2001671
- Lavery, M.P.J. Free-space propagation of high-dimensional structured optical fields in an urban environment/M.P.J. Lavery, C. Peuntinger, K. Gunthner, P. Banzer, D. Elser, R.W. Boyd, M.J. Padgett, C. Marquardt, G. Leuchs//Science Advances. -2017. -Vol. 3, Issue 10. -e1700552. - DOI: 10.1126/sciadv.1700552
- Morgan, K.S. Free space propagation of concentric vortices through underwater turbid environments/K.S. Morgan, J.K. Miller, B.M. Cochennour, W. Li, Y. Li, R.J. Watkins, E.G. Johnson//Journal of Optics. -2016. -Vol. 18, Issue 10. -104004. - DOI: 10.1088/2040-8978/18/10/104004
- Yu, S. Compositing orbital angular momentum beams in Bi4Ge3O12 crystal for magnetic field sensing/S. Yu, F. Pung, H. Liu, X. Li, J. Yang, T. Wang//Applied Physics Letters. -2017. -Vol. 111, Issue 9. -091107. - DOI: 10.1063/1.4989651
- Huang, L. Volumetric generation of optical vortices with metasurfaces/L. Huang, X. Song, B. Reineke, T. Li, X. Li, J. Liu, S. Zhang, Y. Wang, T. Zentgraf//ACS Photonics. -2017. -Vol. 4, Issue 2. -P. 338-346. - DOI: 10.1021/acsphotonics.6b00808
- Liu, Y. Generation of perfect vortex and vector beams based on Pancharatnam-Berry phase elements/Y. Liu, Y. Ke, J. Zhou, Y. Liu, H. Luo, S. Wen, D. Fan//Scientific Reports. -2017. -Vol. 7. -44096. - DOI: 10.1038/srep44096
- Котляр, В.В. Формирование и фокусировка векторного оптического вихря с помощью металинзы/В.В. Котляр, А.Г. Налимов//Компьютерная оптика. -2017. -Т. 41, № 5. -С. 645-654. - DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-645-654
- Sabatyan, A. Radial phase modulated spiral zone plate for generation and manipulation of optical perfect vortex/A. Sabatyan, Z. Behjat//Optical and Quantum Electronics. -2017. -Vol. 49, Issue 11. -P. 371. - DOI: 10.1007/s11082-017-1211-4
- Zhou, Y. Anisotropic edge enhancement with spiral zone plate under femtosecond laser illumination/Y. Zhou, S. Feng, S. Nie, J. Ma, C. Yuan//Applied Optics. -2017. -Vol. 56, Issue 10. -P. 2641-2648. - DOI: 10.1364/AO.56.002641
- Wei, L. Fractional spiral zone plates/L. Wei, Y. Gao, X. Wen, Z. Zhao, L. Cao, Y. Gu//Journal of the Optical Society of America A. -2013. -Vol. 30, Issue 2. -P. 233-237. - DOI: 10.1364/JOSAA.30.000233
- Rafighdoost, J. Spirally phase-shifted zone plate for generating and manipulating multiple spiral beams/J. Rafighdoost, A. Sabatyan//Journal of the Optical Society of America B. -2017. -Vol. 34, Issue 3. -P. 608-612. - DOI: 10.1364/JOSAB.34.000608
- Ma, L. Spatiotemporal evolutions of ultrashort vortex pulses generated by spiral multi-pinhole plate/L. Ma, P. Zhang, Z. Li, C. Liu, X. Li, Y. Zhang, R. Zhang, C. Cheng//Optics Express. -2017. -Vol. 25, Issue 24. -P. 29864-29873. - DOI: 10.1364/OE.25.029864
- Liang, Y. Single-focus spiral zone plates/Y. Liang, E. Wang, Y. Hua, C. Xie, T. Ye//Optics Letters. -2017. -Vol. 42, Issue 13. -P. 2663-2666. - DOI: 10.1364/OL.42.002663
- Couairon, A. Surface physics, nanoscale physics, low-dimensional systems-Filamentation and damage in fused silica induced by tightly focused femtosecond laser pulses/A. Couairon, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz//Physical Review B. -2005. -Vol. 71, Issue 12. -125435. - DOI: 10.1103/PhysRevB.71.125435
- Degtyarev, S.A. Photonic nanohelix generated by a binary spiral axicon/S.A. Degtyarev, A.P. Porfirev, S.N. Khonina//Applied Optics. -2016. -Vol. 55, Issue 12. -P. B44-B48. - DOI: 10.1364/AO.55.000B44
- Kotlyar, V.V. Tight focusing of laser light using a chromium Fresnel zone plate/V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, A.G. Nalimov, M.V. Kotlyar, L. O’Faolain, E.S. Kozlova//Optics Express. -2017. -Vol. 25, Issue 17. -P. 19662-19671. - DOI: 10.1364/OE.25.019662
- Kozlova, E.S. Dependence of the focal spot parameters on the relief height of the amplitude zone plate/E.S. Kozlova, V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, S.S. Stafeev, M.V. Kotlyar, L. O'Faolain//Proceedings of the 19th International Conference on Transparent Optical Networks. -2017. -8025096. - DOI: 10.1109/ICTON.2017.8025096
- Vial, A. A new model of dispersion for metals leading to a more accurate modeling of plasmonic structures using the FDTD method/A. Vial, T. Laroche, M. Dridi, L. Le Cunff//Applied Physics A. -2011. -Vol. 103, Issue 3. -P. 849-853. - DOI: 10.1007/s00339-010-6224-9
- Rakić, A.D. Optical properties of metallic films for vertical-cavity optoelectronic devices/A.D. Rakić, A.B. Djurišić, J.M. Elazar, M.L. Majewski//Applied Optics. -1998. -Vol. 37, Issue 22. -P. 5271-5283. - DOI: 10.1364/AO.37.005271
- Стафеев, С.С. Поведение продольной компоненты вектора Пойнтинга при острой фокусировке оптических вихрей с круговой поляризацией/С.С. Стафеев, А.Г. Налимов//Компьютерная оптика. -2018. -Т. 42, № 2. -С. 190-196. - DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-2-190-196
Статья научная
