Тонкая металинза с высокой числовой апертурой
Автор: Котляр Виктор Викторович, Налимов Антон Геннадьевич, Стафеев Сергей Сергеевич, Офаолейн Лиам Уильям Веллан-Куртин, Котляр Мария Викторовна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 1 т.41, 2017 года.
Бесплатный доступ
Изготовлена и исследована тонкая металинза в плёнке аморфного кремния диаметром 30 мкм c фокусным расстоянием, равным длине волны 633 нм, с периодом субволновой структуры 220 нм и глубиной рельефа 110 нм. Линза одновременно управляет поляризацией и фазой падающего на неё лазерного света. Она преобразует линейную поляризацию в радиальную и осуществляет острую фокусировку света. Такая металинза была изготовлена по технологии электронной литографии и ионного травления. Фокусное пятно, сформированное такой линзой, при освещении её Гауссовым пучком с линейной поляризацией имело размеры по декартовым осям и по полуспаду интенсивности, равные 0,49 и 0,55 длины волны. Это фокусное пятно меньше всех других фокусных пятен, полученных с помощью металинз. Экспериментальные результаты согласуются с результатами моделирования: размеры фокусного пятна 0,46 и 0,52 мкм соответственно.
Бинарная оптика, метаповерхность, поляризация, фокусировка, ближнепольная микроскопия
Короткий адрес: https://sciup.org/14059539
IDR: 14059539 | DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-1-5-12
Список литературы Тонкая металинза с высокой числовой апертурой
- Yu, N. Flat optics with designer metasurfaces/N. Yu, F. Capasso//Nature Materials. -2014. -Vol. 13. -P. 139-150. - DOI: 10.1038/nmat3839
- Yang, Y. Dielectric meta-reflectarry for broadband linear polarization conversion and optical vortex generation/Y. Yang, W. Wang, P. Moitra, I.I. Kravchenko, D.P. Briggs//Nano Letters. -2014. -Vol. 14(3). -P. 1394-1399. - DOI: 10.1021/nl4044482
- Sun, S. High-efficiency broadband anomalous reflection by gradient meta-surfaces/S. Sun, K.-Y. Yang, C.-M. Wang, T.-K. Juan, W.T. Chen, C.Y. Liao, Q. He, S. Xiao, W.-T. Kung, G.-Y. Guo, L. Zhou, D.P. Tsai//Nano Letters. -2012. -Vol. 12(12). -P. 6223-6229. - DOI: 10.1021/nl3032668
- Lan, L. Three dimensional subwavelength focus by a near-field plate lens/L. Lan, W. Jiang, Y. Ma//Applied Physics Letters. -2013. -Vol. 102(23). -231119. - DOI: 10.1063/1.4810004
- Verslegers, L. Planar lenses based on nanoscale slit arrays in a metallic film/L. Verslegers, P.B. Catrysse, Z. Yu, J.S. White, E.S. Barnard, M.L. Brongersma, S. Fan//Nano Letters. -2009. -Vol. 9(1). -P. 235-238. - DOI: 10.1021/nl802830y
- Aieta, F. Aberration-free ultrathin flat lenses and axicons at telecom wavelengths based on plasmonic metasurfaces/F. Aieta, P. Genevet, M.A. Kats, N. Yu, R. Blanchard, Z. Gaburro, F. Capasso//Nano Letters. -2012. -Vol. 12(9). -P. 4932-4936. - DOI: 10.1021/nl302516v
- Arbabi, A. Subwavelength-thick lenses with high numerical apertures and large efficiency based on high-contrast transmitarrays/A. Arbabi, Y. Horie, A.J. Ball, M. Bagheri, A. Faraon//Nature Communications. -2015. -Vol. 6. -7069. -DOI: 10.1038/ncomms8069.
- Arbabi, A. Dielectric metasurfaces for complete control of phase and polarization with subwavelength spatial resolution and high transmission/A. Arbabi, Y. Horie, M. Barheri, A. Faraon//Nature Nanotechnology. -2015. -Vol. 10(11). -P. 937-943. - DOI: 10.1038/NNANO.2015.186
- Ni, X. Ultra-thin, planar, Babinet-inverted plasmonic metalenses/X. Ni, S. Ishii, A.V. Kildishev, V.M. Shalaev//Light: Science & Applications. -2013. -Vol. 2(4). -e72. - DOI: 10.1038/lsa.2013.28
- West, P.R. All-dielectric subwavelength metasurface focusing lens/P.R. West, J.L. Steward, A.V. Kildishev, V.M. Shalaev, V.V. Shkunov, F. Strohkendl, Yu.A. Zakharenkov, R.K. Dodds, R. Byren//Optics Express. -2014. -Vol. 22(21). -P. 26212-26221. - DOI: 10.1364/OE.22.026212
- Lin, D. Dielectric gradient metasurface optical elements/D. Lin, P. Fan, E. Hasman, M.L. Brongersma//Science. -2014. -Vol. 345(6194). -P. 298-302. - DOI: 10.1126/science.1253213
- Котляр, В.В. Моделирование поляризационной микролинзы, фокусирующей свет с линейной поляризацией в почти круглое субволновое пятно/В.В. Котляр, А.Г. Налимов, М.В. Котляр//Компьютерная оптика. -2016. -Т. 40, № 4. -С. 451-457. - DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-451-457
- Kotlyar, V.V. Analysis of the shape of a subwavelength focal spot for the linear polarized light/V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, Y. Liu, L. O'Faolain, A.A. Kovalev//Applied Optics. -2013. -Vol. 52(3) -P. 330-339. - DOI: 10.1364/AO.52.000330
- Stafeev, S.S. Subwavelength focusing of laser light by microoptics/S.S. Stafeev, V.V. Kotlyar, L. O'Faolain//Journal of Modern Optics. -2013. -Vol. 60(13). -P. 1050-1059. - DOI: 10.1080/09500340.2013.831136
- Dorn, R. Sharper focus for a radially polarized light beams/R. Dorn, S. Quabis, G. Leuchs//Physical Review Letters. -2003. -Vol. 91. -233901. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.91.233901
- Налимов, А.Г. Отражающий четырёхзонный субволновый элемент микрооптики для преобразования линейной поляризации в радиальную/А.Г. Налимов, Л. О'Фаолейн, С.С. Стафеев, М.И. Шанина, В.В. Котляр//Компьютерная оптика. -2014. -Т. 38, № 2. -С. 229-236.
- Stafeev, S.S. Tight focus of light using micropolarizer and microlens/S.S. Stafeev, L. O'Faolain, V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov//Applied Optics. -2015. -Vol. 54(14). -P. 4388-4394. - DOI: 10.1364/AO.54.004388
- Стафеев, С.С. Четырёхзонный пропускающий азимутальный микрополяризатор с фазовым сдвигом/С.С. Стафеев, М.В. Котляр, Л. О'Фаолайн, А.Г. Налимов, В.В. Котляр//Компьютерная оптика. -2016. -Т. 40, № 1. -С. 12-18. - DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-1-12-18
