Трёхмерный расчёт фокусировки лазерного излучения коническим диэлектрическим зондом
Автор: Дегтярев Сергей Александрович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Короткое сообщение
Статья в выпуске: 4 т.40, 2016 года.
Бесплатный доступ
В работе с использованием метода конечных элементов, реализованного в программном пакете Comsol, выполнен трёхмерный расчёт фокусировки TE-поляризованного Гауссова пучка с помощью конических диэлектрических зондов (тейперов) с малым углом при вершине от 8 до 27 градусов. Результаты расчётов показали, что в трёхмерной модели, равно как и в двумерной, конический зонд при малых изменениях угла при вершине может вместо фокусирующего становиться рассеивающим и наоборот. Однако интервалы значений углов раскрыва, обеспечивающие тейперу фокусирующие или рассеивающие свойства, в двумерном и трёхмерном случае отличаются друг от друга. Показано, что период перехода от фокусировки к рассеянию у трёхмерного тейпера примерно в два раза больше, чем у двумерного.
Конический диэлектрический зонд, полное внутреннее отражение, действительный и мнимый фокусы, метод конечных элементов
Короткий адрес: https://sciup.org/14059500
IDR: 14059500 | DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-588-593
Список литературы Трёхмерный расчёт фокусировки лазерного излучения коническим диэлектрическим зондом
- Novotny, L. Principles of Nano-Optics/L. Novotny, B. Hecht. -Cambridge: Cambridge University Press, 2006. - -539 p DOI: 10.1017/CBO9780511813535
- Zhu, B. Inexpensive and easy fabrication of multi-mode tapered dielectric circular probes at millimeter wave frequencies/B. Zhu, J. Stiens, V. Matvejev, R. Vounckx//Progress In Electromagnetics Research. -2012. -Vol. 126. -P. 237-254. - DOI: 10.2528/PIER12010203
- Устинов, А.В. Расчёт комплексной функции пропускания рефракционных аксиконов/А.В. Устинов, С.Н. Хонина//Компьютерная оптика. -2011. -Т. 35, № 4. -С. 480-490.
- McLeod, J.H. The axicon: a new type of optical element/J.H. McLeod//Journal of the Optical Society of America. -1954. -Vol. 44(8). -P. 592-597. - DOI: 10.1364/JOSA.44.000592
- Jaroszewicz, Z. Axicon -the most important optical element/Z. Jaroszewicz, A. Burvall, A.T. Friberg//Optics & Photonics News. -2005. -Vol. 16(4). -P. 34-39. -DOI: 10.1364/OPN.16.4.000034.
- Durnin, J. Diffraction-free beams/J. Durnin, J.J. Miceli, Jr., J.H. Eberly//Physical Review Letters. -1987. -Vol. 58. -P. 1499-1501. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.58.1499
- McGloin, D. Bessel beams: diffraction in a new light/D. McGloin, K. Dholakia//Contemporary Physics. -2005. -Vol. 46, Issue 1. -P. 15-28. - DOI: 10.1080/0010751042000275259
- Denk, W. Near-field optics: microscopy with nanometer-size fields/W. Denk and D. W. Pohl//Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. -1991. -Vol. 9, Issue 2. -P. 510-513. - DOI: 10.1116/1.585558
- Babadjanian, A.J. Superfocusing of surface polaritons in the conical structure/A.J. Babadjanyan, N.L. Margaryan, Kh.V. Nerkararyana//Journal of Applied Physics. -2000. -Vol. 87(8). -P. 3785-3788. - DOI: 10.1063/1.372414
- Goncharenko, A.V. Electric near-field enhancing properties of a finite-size metal conical nano-tip/A.V. Goncharenko, H.-C. Chang, J.-K. Wang//Ultramicroscopy. -2007. -Vol. 107, Issues 2-3. -P. 151-157. - DOI: 10.1016/j.ultramic.2006.06.004
- Antosiewicz, T.J. Nanofocusing of radially polarized light with dielectric-metal-dielectric probe/T.J. Antosiewicz, P. Wróbel, T. Szoplik//Optics Express. -2009. -Vol. 17, Issue 11. -P. 9191-9196. - DOI: 10.1364/OE.17.009191
- Choo, H. Nanofocusing in a metal-insulator-metal gap plasmon waveguide with a three-dimensional linear taper/H. Choo, M.-K. Kim, M. Staffaroni, T.J. Seok, J. Bokor, S. Cabrini, P.J. Schuck, M.C. Wu, E. Yablonovitch//Nature Photonics. -2012. -Vol. 6, Issue 12. -P. 838-844. - DOI: 10.1038/nphoton.2012.277
- Berweger, S. Light on the tip of a needle: plasmonic nanofocusing for spectroscopy on the nanoscale/S. Berweger, J.M. Atkin, R.L. Olmon, M.B. Raschke//Journal of Physical Chemistry Letters. -2012. -Vol. 3, Issue 7. -P. 945-952. - DOI: 10.1021/jz2016268
- Stockle, R.M. Brighter near-field optical probes by means of improving the optical destruction threshold/R.M. Stockle, N. Schaller, V. Deckert, C. Fokas, R. Zenobi//Journal of Microscopy. -1999. -Vol. 194(2-3). -P. 378-382. - DOI: 10.1046/j.1365-2818.1999.00524.x
- Kuchmizhak, A.A. Optical apertureless fiber microprobe for surface laser modification of metal films with sub-100 nm resolution/Aleksandr A. Kuchmizhak, Yuri N. Kulchin, Oleg B. Vitrik, Andrey G. Savchuk, Sergey V. Makarov, Sergey I. Kudryashov, Andrey A. Ionin//Optics Communications. -2013. -Vol. 308. -P. 125-129. - DOI: 10.1016/j.optcom.2013.06.051
- Yakunin, S. Microgrinding of lensed fibers by means of a scanning-probe microscope setup/S. Yakunin, J. Heitz//Applied Optics. -2009. -Vol. 48, Issue 32. -P. 6172-6177. - DOI: 10.1364/AO.48.006172
- Mohanty, S.K. Organization of microscale objects using a microfabricated optical fiber/S.K. Mohanty, K.S. Mohanty, M.W. Berns//Optics Letters. -2008. -Vol. 33(18). -P. 2155-2157. - DOI: 10.1364/OL.33.002155
- Устинов, А.В. Дифракция на аксиконе с учётом нескольких внутренних отражений/А.В. Устинов, С.А. Дегтярев, С.Н. Хонина//Компьютерная оптика. -2015. -Т. 39, № 4. -С. 500-507. - DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-500-507
- De, A. Numerical analysis of two dimensional tapered dielectric waveguide/A. De, G.V. Attimarad//Progress In Electromagnetics Research. -2004. -Vol. 44. -P. 131-142. - DOI: 10.2528/PIER03062001
- Degtyarev, S.A. Transmission of focused light signal through an apertured probe of a near-field scanning microscope/S.A. Degtyarev, S.N. Khonina//Pattern Recognition and Image Analysis. -2015. -Vol. 25(2). -P. 306-313. - DOI: 10.1134/S1054661815020078
- Khonina, S.N. Narrowing of a light spot at diffraction of linearly-polarized beam on binary asymmetric axicons/S.N. Khonina, D.V. Nesterenko, A.A. Morozov, R.V. Skidanov, V.A. Soifer//Optical Memory and Neural Networks (Information Optics). -2012. -Vol. 21(1). -P. 17-26. - DOI: 10.3103/S1060992X12010043
- Khonina, S.N. Experimental demonstration of the generation of the longitudinal E-field component on the optical axis with high-numerical-aperture binary axicons illuminated by linearly and circularly polarized beams/S.N. Khonina, S.V. Karpeev, S.V. Alferov, D.A. Savelyev, J. Laukkanen, J. Turunen//Journal of Optics. -2013. -Vol. 15(8). -085704 (9 pp). - DOI: 10.1088/2040-8978/15/8/085704
- Alferov, S.V. Study of polarization properties of fiber-optics probes with use of a binary phase plate/S.V. Alferov, S.N. Khonina, S.V. Karpeev//Journal of the Optical Society of America A. -2014. -Vol. 31(4). -P. 802-807. - DOI: 10.1364/JOSAA.31.000802
- Khonina, S.N. High-aperture binary axicons for the formation of the longitudinal electric field component on the optical axis for linear and circular polarizations of the illuminating beam/S.N. Khonina, D.A. Savelyev//Journal of Experimental and Theoretical Physics. -2013. -Vol. 117(4). -P. 623-630. - DOI: 10.1364/JOT.83.000197
Статья научная
