Моделирование поляризационной микролинзы, фокусирующей свет с линейной поляризацией в почти круглое субволновое пятно
Автор: Котляр Виктор Викторович, Налимов Антон Геннадьевич, Котляр Мария Викторовна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.40, 2016 года.
Бесплатный доступ
Предложен новый вариант металинзы - поляризационная микролинза, которая фокусирует линейно поляризованный лазерный свет в субволновое круглое пятно. Поляризационная микролинза состоит из набора субволновых бинарных дифракционных решёток, которыми, как паркетом, выложены кольца зонной пластинки Френеля. Скачок фазы на π, который должна вносить в световое поле зонная пластинка при переходе от зоны к зоне, выполняется в поляризационной микролинзе с помощью двух решёток, примыкающих к границе зоны и формирующих вектора поляризации прошедшего излучения, направленные в противоположенные стороны. Чтобы уменьшить глубину рельефа поляризационной микролинзы, следует использовать материал с высоким показателем преломления. Для аморфного кремния глубина рельефа поляризационной микролинзы может быть от 50 нм до 120 нм. При этом на расстоянии от поляризационной микролинзы в диапазоне от 200 нм до 1300 нм формируется круглое фокусное пятно с диаметром меньше дифракционного предела: минимальное фокусное пятно имеет диаметр 0,372 от длины волны.
Металинза, метаповерхность, радиальная поляризация, дифракционный оптический элемент
Короткий адрес: https://sciup.org/14059484
IDR: 14059484 | DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-451-457
Список литературы Моделирование поляризационной микролинзы, фокусирующей свет с линейной поляризацией в почти круглое субволновое пятно
- 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, Issue 3. -P. 1394-1399. -DOI: 10.1021/nl4044482.
- Sun, S. High-efficiency broadband anomalous reflection by gradient meta-surfaces/S. Sun, K. Yang, C. Wang, T. Juan, W.T. Chen, C.Y. Liao, Q. He, S. Xiao, W. Kung, G. Guo, L. Zhou//Nano Letters. -2012. -Vol. 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. -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, Issue 5. -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. -e72 (7 p.). - 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, Y.A. Zakharenkov, R.K. Dodds, R. Byren//Optics Express. -2014. -Vol. 22, Issue 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, Issue 6194. -P. 298-302. -DOI: 10.1126/Science.1253213.
- 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, Issue 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, Issue 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, Issue 23. -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. Tight focus of light using micropolarizer and microlens/S. Stafeev, L. O'Faolain, V. Kotlyar, A. Nalimov//Applied Optics. -2015. -Vol. 54(14). -P. 4388-4394. -DOI: 10.1364/AO.54.004388.
- Стафеев, С.С. Четырёхзонный пропускающий микрополяризатор с фазовым сдвигом/С.С. Стафеев, М.В. Котляр, Л. О'Фаолейн, 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
