Обратный поток энергии в фокусе цилиндрического векторного пучка
Автор: Стафеев Сергей Сергеевич, Налимов Антон Геннадьевич, Котляр Виктор Викторович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 5 т.42, 2018 года.
Бесплатный доступ
С помощью формул Ричардса-Вольфа доказано, что при острой фокусировке апланатической системой лазерного пучка с произвольной функцией аподизации и азимутально-радиальной поляризацией m-го порядка на оптической оси в плоскости фокуса имеет место обратный поток световой энергии (при m = 2) или на оптической оси в фокусе обратный поток равен нулю, а вблизи оси обратный поток растёт по модулю квадратично от расстояния до оси (при m = 3). Азимутально-радиальный пучок m-го порядка является примером поляризационного вихря. Ранее обратный поток энергии в фокусе был обнаружен только для вихревых лазерных пучков с топологическим зарядом m и круговой поляризацией. Численно с помощью FDTD-метода и формул Ричардса-Вольфа показано, что в фокусе зонной пластинки для таких лазерных пучков имеются области, в которых направление вектора Пойнтинга противоположно направлению распространения пучка.
Формулы ричардса-вольфа, fdtd-метод, поляризационный вихрь, обратный поток энергии
Короткий адрес: https://sciup.org/140238475
IDR: 140238475 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-5-744-750
Список литературы Обратный поток энергии в фокусе цилиндрического векторного пучка
- Zhan, Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications/Q. Zhan//Advances in Optics and Photonics. -2009. -Vol. 1, Issue 1. -P. 1-57. - DOI: 10.1364/AOP.1.000001
- Xiaoqiang, Z. Focusing properties of cylindrical vector vortex beams/Z. Xiaoqiang, C. Ruishan, W. Anting//Optics Communications. -2018. -Vol. 414. -P. 10-15. - DOI: 10.1016/j.optcom.2017.12.076
- Han, Y. Orbital angular momentum transition of light using a cylindrical vector beam/Y. Han, L. Chen, Y.-G. Liu, Z. Wang, H. Zhang, K. Yang, K.C. Chou//Optics Letters. -2018. -Vol. 43, Issue 9. -P. 2146-2149. - DOI: 10.1364/OL.43.002146
- Matsusaka, S. Micro-hole drilling by tightly focused vector beams/S. Matsusaka, Y. Kozawa, S. Sato//Optics Letters. -2018. -Vol. 43, Issue 7. -P. 1542-1545. - DOI: 10.1364/OL.43.001542
- Rashid, M. Focusing of high order cylindrical vector beams/M. Rashid, O.M. Maragò, P.H. Jones//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2009. -Vol. 11, Issue 6. -065204. - DOI: 10.1088/1464-4258/11/6/065204
- Li, Y. Propagation evolution of an off-axis high-order cylindrical vector beam/Y. Li, Z. Zhu, X. Wang, L. Gong, M. Wang, S. Nie//Journal of the Optical Society of America A. -2014. -Vol. 31, Issue 11. -P. 2356-2361. - DOI: 10.1364/JOSAA.31.002356
- Qi, J. Multiple-slit diffraction of high-polarization-order cylindrical vector beams/J. Qi, W. Wang, H. Zhang, B. Pan, H. Deng, J. Yang, B. Shi, H. Shan, L. Zhang, H. Wang//Proceedings of SPIE. -2017. -Vol. 10339. -1033927. - DOI: 10.1117/12.2271191
- Wang, X.-L. Generation of arbitrary vector beams with a spatial light modulator and a common path interferometric arrangement/X.-L. Wang, J. Ding, W.-J. Ni, C.-S. Guo, H.-T. Wang//Optics Letters. -2007. -Vol. 32, Issue 24. -P. 3549-3551. - DOI: 10.1364/OL.32.003549
- Chen, H. Generation of vector beam with space-variant distribution of both polarization and phase/H. Chen, J. Hao, B.-F. Zhang, J. Xu, J. Ding, H.-T. Wang//Optics Letters. -2011. -Vol. 36, Issue 16. -P. 3179-3181. - DOI: 10.1364/OL.36.003179
- 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
- Sukhov, S. On the concept of "tractor beams"/S. Sukhov, A. Dogariu//Optics Letters. -2010. -Vol. 35, Issue 22. -P. 3847-3849. - DOI: 10.1364/OL.35.003847
- Richards, B. Electromagnetic diffraction in optical systems. II. Structure of the image field in an aplanatic system/B. Richards, E. Wolf//Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. -1959. -Vol. 253, Issue 1274. -P. 358-379. - DOI: 10.1098/rspa.1959.0200
- 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
- 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
- Kovalev, A. Energy density and energy flux in the focus of an optical vortex: reverse flux of light energy/A. Kovalev, V. Kotlyar, A. Nalimov//Optics Letters. -2018. -Vol. 43, Issue 12. -P. 2921-2924. - DOI: 10.1364/OL.43.002921
- Monteiro, P.B. Angular momentum of focused beams: Beyond the paraxial approximation/P.B. Monteiro, P.A.M. Neto, H.M. Nussenzveig//Physical Review A. -2009. -Vol. 79, Issue 3. -033830. - DOI: 10.1103/PhysRevA.79.033830
- Rondón-Ojeda, I. Properties of the Poynting vector for invariant beams: Negative propagation in Weber beams/I. Rondón-Ojeda, F. Soto-Eguibar//Wave Motion. -2018. -Vol. 78. -P. 176-184. - DOI: 10.1016/j.wavemoti.2018.02.003
- Davidson, N. High-numerical-aperture focusing of radially polarized doughnut beams with a parabolic mirror and a flat diffractive lens/N. Davidson, N. Bokor//Optics Letters. -2004. -Vol. 29, Issue 12. -P. 1318-1320. - DOI: 10.1364/OL.29.001318
- Stafeev, S.S. Microlens-aided focusing of linearly and azimuthally polarized laser light/S.S. Stafeev, A.G. Nalimov, M.V. Kotlyar, D. Gibson, S. Song, L. O’Faolain, V.V. Kotlyar//Optics Express. -2016. -Vol. 24, Issue 26. -P. 29800-29813. - DOI: 10.1364/OE.24.029800
