Минимальное субволновое фокусное пятно по потоку энергии
Автор: Стафеев Сергей Сергеевич, Зайцев Владислав Дмитриевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 5 т.45, 2021 года.
Бесплатный доступ
Теоретически и численно показано, что распределение осевого потока энергии в остром фокусе света с круговой и линейной поляризацией одинаковые и обладают круговой симметрией. Также показано, что равны осевые потоки энергии для оптических вихрей с единичным топологическим зарядом и с радиальной или азимутальной поляризацией. Минимальный диаметр (при прочих равных условиях) имеет фокусное пятно, измеренное по интенсивности для оптического вихря с азимутальной поляризацией. Немного больше (на доли процента) диаметр фокусного пятна, рассчитанного по потоку энергии для света с круговой или линейной поляризацией. Величина диаметра по интенсивности играет роль при взаимодействии света с веществом, а величина диаметра по потоку энергии влияет на разрешение в оптической микроскопии.
Острая фокусировка, формулы ричардса-вольфа, поток энергии, радиальная поляризация, азимутальная поляризация, оптический вихрь
Короткий адрес: https://sciup.org/140290265
IDR: 140290265 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-908
Список литературы Минимальное субволновое фокусное пятно по потоку энергии
- Dorn, R. Sharper focus for a radially polarized light beam / R. Dorn, S. Quabis, G. Leuchs // Physical Review Letters. -2003. - Vol. 91, Issue 23. - 233901.
- Chong, C.T. Creation of a needle of longitudinally polarized light in vacuum using binary optics / C.T. Chong, C. Sheppard, H. Wang, L. Shi, B. Lukyanchuk // Nature Photonics. - 2008. - Vol. 2, Issue 8. - P. 501-505.
- Kitamura, K. Sub-wavelength focal spot with long depth of focus generated by radially polarized, narrow-width annular beam / K. Kitamura, K. Sakai, S. Noda // Optics Express. - 2010. - Vol. 18, Issue 5. - P. 4518-4525.
- Yu, A. Creation of sub-diffraction longitudinally polarized spot by focusing radially polarized light with binary phase lens / A. Yu, G. Chen, Z. Zhang, Z. Wen, L. Dai, K. Zhang, S. Jiang, Z. Wu, Y. Li, C. Wang, X. Luo // Scientific Reports. - 2016. - Vol. 6, Issue 1. - 38859.
- Prabakaran, K. Generation of sub wavelength focal spot with large depth of focus generated by radially polarized beam / K. Prabakaran, K.B. Rajesh // Optik. - 2014. -Vol. 125, Issue 23. - P. 7013-7015.
- Prabakaran, K. Creation of sub wavelength focal spot segment using longitudinally polarized multi Gaussian beam / K. Prabakaran, K.B. Rajesh, V. Hariharan, V. Aroulmoji, P.M. Anbarasan, A.M. Musthafa // International Journal of Advanced Science and Engineering. -2016. - Vol. 2, Issue 4. - P. 172-175.
- Nie, Z. Tight focusing of a radially polarized Laguerre-Bessel-Gaussian beam and its application to manipulation of two types of particles / Z. Nie, G. Shi, D. Li, X. Zhang, Y. Wang, Y. Song // Physics Letters A. - 2015. - Vol. 379, Issue 9. - P. 857-863.
- Chang, K.-H. Efficient modulation of subwavelength focusing via meta-aperture-based plasmonic lens for multifunction applications / K.-H. Chang, Y.-C. Chen, W.-H. Chang, P.-T. Lee // Scientific Reports. - 2018. - Vol. 8, Issue 1. -13648.
- Kozawa, Y. Superresolution imaging via superoscillation focusing of a radially polarized beam / Y. Kozawa, D. Matsunaga, S. Sato // Optica. - 2018. - Vol. 5, Issue 2. - P. 86-92.
- Grosjean, T. Smallest focal spots / T. Grosjean, D. Courjon // Optics Communications. - 2007. - Vol. 272, Issue 2. -P. 314-319.
- Kotlyar, V.V. Analysis of the shape of a subwavelength focal spot for the linearly polarized light / V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, Y. Liu, L. O'Faolain, A.A. Kovalev // Applied Optics. - 2013. - Vol. 52, Issue 3. - P. 330-339. - DOI: 10.1364/A0.52.000330.
- Stafeev, S.S. Microlens-aided focusing of linearly and azi-muthally polarized laser light / S.S. Stafeev, A.G. Nalimov, M.V. Kotlyar, D. Gibson, S. Song, L. O'Faolain, V.V. Kotlyar // Optics Express. - 2016. - Vol. 24, Issue 26. - P. 29800-29813. - DOI: 10.1364/OE.24.029800.
- Kotlyar, V.V. Subwavelength grating-based spiral metalens for tight focusing of laser light / V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, A.G. Nalimov, L. O'Faolain // Applied Physics Letters. - 2019. - Vol. 114, Issue 14. - 141107. - DOI: 10.1063/1.5092760.
- 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 of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences. -1959. - Vol. 253, Issue 1274. - P. 358-379.
- Котляр, В.В. Острая фокусировка светового поля с поляризационной и фазовой сингулярностью произвольного порядка / В.В. Котляр, С.С. Стафеев, А.А. Ковалёв // Компьютерная оптика - 2019. - Т. 43, № 3. - С. 337346. - DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-3-337-346.
- Kotlyar, V.V. Exploiting the circular polarization of light to obtain a spiral energy flow at the subwavelength focus / V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, S.S. Stafeev // Journal of the Optical Society of America B. - 2019. - Vol. 36, Issue 10. -P. 2850-2855. - DOI: 10.1364/J0SAB.36.002850.
- Youngworth, K.S. Focusing of high numerical aperture cylindrical-vector beams / K.S. Youngworth, T.G. Brown // Optics Express. - 2000. - Vol. 7, Issue 2. - P. 77-87.
- Kotlyar, V.V. Reverse and toroidal flux of light fields with both phase and polarization higher-order singularities in the sharp focus area / V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, A.A. Kovalev // Optics Express. - 2019. - Vol. 27, Issue 12. - P. 1668916702. - DOI: 10.1364/OE.27.016689.
