Метод получения оптических суперосцилляций на основе трехволновой интерференции

Автор: Дрязгов М.А., Свиридова И.В., Исаков Д.С., Микляев Ю.В.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика @vestnik-susu-mmph

Рубрика: Физика

Статья в выпуске: 4 т.9, 2017 года.

Бесплатный доступ

Оптические суперосцилляции являются одним из способов преодоления дифракционного предела. Явление суперосцилляций известно уже более полувека, но до сих пор существуют весьма ограниченный набор формы получаемых картин распределения света. Использование интерференции пучков Бесселя и Гаусса в настоящий момент является наиболее исследованным теоретически и фактически единственным методом получения оптических суперосцилляций на практике. В данной работе представлен новый метод получения оптических суперосцилляций, основанный на явлении трехволновой интерференции. Исследованы теоретические основы получения оптических суперосцилляций на основе рассмотрения распределения амплитуды поля при интерференции трёх когерентных коллимированных источников. Исследована зависимость контраста оптических суперосцилляций от соотношения амплитуд волн, которая имеет экспоненциальный вид. Также исследована зависимость размера оптических суперосцилляций от их контраста, которая, как оказалось, имеет степенную форму. Выполнено моделирование двумерных интерференционных картин оптических суперосцилляций, создаваемых тремя компланарными волнами. В этом случае оптические суперосцилляции имеют постоянный размер вдоль интерференционных полос. В случае некомпланарных волн при движении вдоль интерференционных полос наблюдается периодическое исчезновение и появление оптических суперосцилляций.

Еще

Оптические суперосцилляции, интерференция, субволновые эффекты

Короткий адрес: https://sciup.org/147158959

IDR: 147158959   |   DOI: 10.14529/mmph170408

Список литературы Метод получения оптических суперосцилляций на основе трехволновой интерференции

  • Rogers, E.T.F. Optical super-oscillations: sub-wavelength light focusing and super-resolution imaging/E.T.F. Rogers, N.I. Zheludev//Journal of Optics. -2013. -Vol. 15, no. 9. -P. 94008.
  • Phase evolution in single-crystalline LiFePO4 followed by in situ scanning X-ray microscopy of a micrometre-sized battery/N. Ohmer, B. Fenk, D. Samuelis et al.//Nature Communications. -2015. -Vol. 6. -Article no. 6045.
  • Scanning transmission X-ray microscopy studies of chromium hydroxide hollow spheres and nanoparticles formed by gamma-radiation/Z. Wang, L. Alrehaily, J. Joseph et al.//Canadian Journal of Chemistry. -2017. -e-First Article: P. 1-5.
  • Brakenhoff, G.J. Confocal scanning light microscopy with high aperture immersion lenses/G.J. Brakenhoff, P. Blom, P. Barends//Journal of Microscopy. -1979. -Vol. 117, Issue 2. -P. 219-232.
  • Miklyaev, Y.V. Optical near-field scanning by microparticles suspended in immersion fluid/Y.V. Miklyaev, S.A. Asselborn, A.M. Gerasimov//Technical Physics Letters. -2014. -Vol. 40, Issue 8. -P. 640-643.
  • Superresolution microscopy in far-field by near-field optical random mapping nanoscopy/Y.V. Miklyaev, S.A. Asselborn, K.A. Zaytsev, M.Y. Darscht//Applied Physics Letters. -2014. -Vol. 105, Issue 11. -P. 113103.
  • Superresolved nanoscopy using Brownian motion of fluorescently labeled gold nanoparticles/T. Ilovitsh, A. Ilovitsh, O. Wagner, Z. Zalevsky//Applied Optics. -2017. -Vol. 56, Issue 5. -P. 1365-1369.
  • Wong, A.M.H. Superoscillations without Sidebands: Power-Efficient Sub-Diffraction Imaging with Propagating Waves/A.M.H. Wong, G.V. Eleftheriades//Scientific Reports. -2015. -Vol. 5. -Article no. 8449.
  • Chojnacki, L. New methods for creating superoscillations/L. Chojnacki, A. Kempf//Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. -2016. -Vol. 49, no. 50. -P. 505203.
  • Bouwkamp, C.J. The problem of optimum antenna current distribution/C.J. Bouwkamp, N.G. de Bruijn//Philips Research Reports. -1945. -Vol. 1. -P. 135-158.
  • Woodward, B.P.M. The theoretical precision with which an arbitrary radiation-pattern may be obtained from a source of finite size, (2)/B.P.M. Woodward, J.D. Lawson//Journal of the Institution of Electrical Engineers -Part I: General. -1948. -Vol. 95, no. 93. -P. 405.
  • Di Francia, G.T. Super-gain antennas and optical resolving power/G.T. Di Francia//Il Nuovo Cimento. -1952. -Vol. 9, Supplement 3. -P. 426-438.
  • Wong, A.M.H. Adaptation of Schelkunoff’s superdirective antenna theory for the realization of superoscillatory antenna arrays/A.M.H. Wong, G.V. Eleftheriades//IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. -2010. -Vol. 9. -P. 315-318.
  • Experimental generation of arbitrarily shaped diffractionless superoscillatory optical beams/E. Greenfield, R. Schley, I. Hurwitz et al.//Optics Express. -2013. -Vol. 21, Issue 11. -pp. 13425-13435.
  • A super-oscillatory lens optical microscope for subwavelength imaging/E.T.F. Rogers, J. Lindberg, T. Roy//Nature Materials. -2012. -Vol. 11, Issue 5. -P. 432-435.
Еще
Статья научная