Поведение продольной компоненты вектора Пойнтинга при острой фокусировке оптических вихрей с круговой поляризацией
Автор: Стафеев Сергей Сергеевич, Налимов Антон Геннадьевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 2 т.42, 2018 года.
Бесплатный доступ
В данной статье моделировалась фокусировка оптических вихрей с длиной волны 532 нм и правой круговой поляризацией плоской дифракционной линзой с числовой апертурой 0,95. Моделирование осуществлялось с помощью формул Ричардса - Вольфа и методом FDTD. Рассматривалась фокусировка оптических вихрей с топологическими зарядами, равными ±1 и ±2. Было показано, что при фокусировке оптических вихрей с круговой поляризацией широкоапертурной дифракционной линзой в фокусе можно наблюдать отрицательные значения продольной компоненты вектора Пойнтинга. При фокусировке оптических вихрей с правой круговой поляризацией и топологическими зарядами ±1 и +2 распределение отрицательных значений продольной компоненты вектора Пойнтинга имеет вид колец. Если же топологический заряд оптического вихря равен -2, то это распределение приобретает пиковый характер.
Формулы ричардса - вольфа, fdtd-метод, оптический вихрь,
Короткий адрес: https://sciup.org/140228716
IDR: 140228716 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-2-190-196
Longitudinal component of the Poynting vector of a tightly focused optical vortex with circular polarization
We numerically investigated the focusing of optical vortices with the wavelength λ = 532 nm and right-hand circular polarization by using a diffractive lens with the numerical aperture NA = 0.95. The simulation was carried out using the Richards-Wolf formulae and the FDTD-method. The focusing of optical vortices with topological charges equal to ±1 and ±2 was investigated. It was shown that the focusing of optical vortices with circular polarization by a wide-aperture diffractive lens can produce an intensity distribution with the negative value of the longitudinal component of the Poynting vector.
Список литературы Поведение продольной компоненты вектора Пойнтинга при острой фокусировке оптических вихрей с круговой поляризацией
- Hao, X. Phase encoding for sharper focus of the azimuthally polarized beam/X. Hao, C. Kuang, T. Wang, X. Liu//Optics Letters. -2010. -Vol. 35, Issue 23. -P. 3928-3930. - DOI: 10.1364/OL.35.003928
- Qin, F. Shaping a subwavelength needle with ultra-long focal length by focusing azimuthally polarized light/F. Qin, K. Huang, J. Wu, J. Jiao, X. Luo, C. Qiu, M. Hong//Scientific Reports. -2015. -Vol. 5. -09977. - DOI: 10.1038/srep09977
- Wang, S. Ultralong pure longitudinal magnetization needle induced by annular vortex binary optics/S. Wang, X. Li, J. Zhou, M. Gu//Optics Letters. -2014. -Vol. 39, Issue 17. -P. 5022-5025. - DOI: 10.1364/OL.39.005022
- Yuan, G.H. Nondiffracting transversally polarized beam/G.H. Yuan, S.B. Wei, X.-C. Yuan//Optics Letters. -2011. -Vol. 36, Issue 17. -P. 3479-3481. - DOI: 10.1364/OL.36.003479
- Suresh, P. Generation of a strong uniform transversely polarized nondiffracting beam using a high-numerical-aperture lens axicon with a binary phase mask/P. Suresh, C. Mariyal, K.B. Rajesh, T.V.S. Pillai, Z. Jaroszewicz//Applied Optics. -2013. -Vol. 52, Issue 4. -P. 849-853. - DOI: 10.1364/AO.52.000849
- Anita, G.Th. Effect of coma on tightly focused cylindrically polarized vortex beams/G.Th. Anita, N. Umamageswari, K. Prabakaran, T.V.S. Pillai, K.B. Rajesh//Optics & Laser Technology. -2016. -Vol. 76. -P. 1-5. - DOI: 10.1016/j.optlastec.2015.07.002
- Yuan, G.H. Generation of nondiffracting quasi-circular polarization beams using an amplitude modulated phase hologram/G.H. Yuan, S.B. Wei, X.-C. Yuan//Journal of the Optical Society of America A. -2011. -Vol. 28, Issue 8. -P. 1716-1720. - DOI: 10.1364/JOSAA.28.001716
- Chen, Z. 4Pi focusing of spatially modulated radially polarized vortex beams/Z. Chen, D. Zhao//Optics Letters. -2012. -Vol. 37, Issue 8. -P. 1286-1288. - DOI: 10.1364/OL.37.001286
- Ndagano, B. Beam quality measure for vector beams/B. Ndagano, H. Sroor, M. McLaren, C. Rosales-Guzmán, A. Forbes//Optics Letters. -2016. -Vol. 41, Issue 15. -P. 3407-3410. - DOI: 10.1364/OL.41.003407
- 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
- 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
- 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
- Борн, М. Основы оптики/М. Борн, Э. Вольф. -2-е изд. -М.: Наука, 1973.
- 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
- 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
