Оптический сенсор поляризации на основе металинзы
Автор: Налимов Антон Геннадьевич, Котляр Виктор Викторович, Стафеев Сергей Сергеевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 2 т.47, 2023 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрен оптический микросенсор состояния поляризации лазерного света, основанный на металинзе. В отличие от известных датчиков поляризации, основанных на метаповерхностях, которые разный тип поляризации отклоняют под разными углами к оптической оси, рассмотренный датчик поляризации формирует разные картины в фокусе металинзы для разных состояний поляризации: левая круговая поляризация в фокусе формирует световое кольцо, правая круговая поляризация - круглое фокусное пятно, а линейная поляризация - эллиптическое пятно с двумя боковыми лепестками. Причем угол наклона линейной поляризации соответствует углу наклона эллиптического фокусного пятна. Моделирование согласуется с теоретическими предсказаниями. Металинза диаметром в несколько десятков микрон спроектирована и создана в тонкой пленке аморфного кремния толщиной 120 нм с низким аспектным отношением, высокой числовой апертурой и коротким фокусным расстоянием, равным длине волны 633 нм.
Топологический заряд, оптический вихрь, многофокусная металинза
Короткий адрес: https://sciup.org/140297685
IDR: 140297685 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1254
Список литературы Оптический сенсор поляризации на основе металинзы
- Chipman RA. Polarimetry. In Book: Bass M, ed. Handbook of optics: Volume I - Geometrical and physical optics, polarized light, components and instruments. 3rd ed. Chap 15. The McGraw-Hill Companies Inc; 2010.
- Gruev V, Perkins R, York T. CCD polarization imaging sensor with aluminum nanowire optical filters. Opt Express 2010; 18: 19087-19094.
- Dai D, Bauters J, Bowers JE. Passive technologies for future large-scale photonic integrated circuits on silicon: polarization handling, light non-reciprocity and loss reduction. Light Sci Appl 2012; 1: e1.
- Afshinmanesh F, White JS, Cai W, Brongersma ML. Measurement of the polarization state of light using an integrated plasmonic polarimeter. Nanophotonics 2012; 1(2): 125-129. DOI: 10.1515/nanoph-2012-0004.
- Turner MD. Miniature chiral beamsplitter based on gyroid photonic crystals. Nat Photonics 2013; 7: 801-805.
- Khorasaninejad M, Crozier K. Silicon nanofin grating as a miniature chirality-distinguishing beam-splitter. Nat Commun 2014; 5: 5386. DOI: 10.1038/ncomms6386.
- Lin D, Fan P, Hasman E, Brongersma ML. Dielectric gradient metasurfaceoptical elements. Science 2014; 345(6194): 298-302.
- Dandan W, Fuyong Y, Santosh K, Yong M, Ming C, Ximing R, Peter EK, Brian DG, Mohammad RT, Gerald SB, Xian-zhong C. Metasurface for characterization of the polarization state of light. Opt Express 2015; 23: 10272-10281.
- Wen D, Yue F, Li G. Helicity multiplexed broadband metasurface holograms. Nat Commun 2015; 6: 8241. DOI: 10.1038/ncomms9241.
- Khorasaninejad M, Chen WT, Zhu AY, Oh J, Devlin RC, Rousso D, Capasso F. Multispectral chiral imaging with a metalens. Nano Lett 2016; 16(7): 4595-4600. DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b01897.
- Ma YI, Han J, Wang R, Chen X. Polarization detection using light's orbital angular momentum. Adv Opt Mater 2020; 8(18): 2000484.
- Kotlyar VV, Stafeev SS, Kovalev AA. Reverse and toroidal flux of light fields with both phase and polarization higherorder singularities in the sharp focus area. Opt Express 2019; 27(12): 16689-16702. DOI: 10.1364/OE.27.016689.
- Kotlyar VV, Nalimov AG, Stafeev SS. Exploiting the circular polarization of light to obtain a spiral energy flow at the subwavelength focus. J Opt Soc Am B 2019; 36(10): 2850-2855. DOI: 10.1364/JOSAB.36.002850.
- Stafeev SS, Kotlyar VV, Nalimov AG, Kotlyar MV, O'Faolain L. Subwavelength gratings for polarization conversion and focusing of laser light. Photonics Nanostruct 2017; 27: 32-41. DOI: 10.1016/j.photonics.2017.09.001.
- González-Rubio G, Mosquera J, Kumar V, Pedrazo-Tardajos A, Llombart P, Solís DM, Lobato I, Noya EG, Guerrero-Martínez A, Taboada JM, Obelleiro F, MacDowell LG, Bals S, Liz-Marzán LM. Micelle-directed chiral seeded growth on anisotropic gold nanocrystals. Science 2021; 368(6498): 1472-1477.
- McGuire BA, Brandon Carroll P, Loomis RA, Finneran IA, Jewell PR, Remijan AJ, Blake GA. Discovery of the interstellar chiral molecule propylene oxide (CH3CHCH2O). Science 2021; 352(6292): 1449-1452.
- Ghosh N, Vitkin AI. Tissue polarimetry: concepts, challenges, applications, and outlook. J Biomed Opt 2011; 16(11): 110801. DOI: 10.1117/1.3652896.
- Wang Y, He H, Chang J, He C, Liu S, Li M, Zeng N, Wu J, Ma H. Mueller matrix microscope: a quantitative tool to facilitate detections and fibrosis scorings of liver cirrhosis and cancer tissues. J Biomed Opt 2016; 21(7): 71112. DOI: 10.1117/1.JBO.21.7.071112.
- Chen Z, Meng R, Zhu Y, Ma H. A collinear reflection Mueller matrix microscope for backscattering Mueller matrix imaging. Opt Lasers Eng 2020; 129: 106055.
