Особенности острой фокусировки вихревых пучков Гаусса-Лагерра

Автор: Савельев Дмитрий Андреевич, Хонина Светлана Николаевна

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 5 т.39, 2015 года.

Бесплатный доступ

Исследуется пространственное распределение интенсивности остросфокусированного пучка Гаусса-Лагерра в зависимости от состояния однородной (линейной и круговой) поляризации и порядка вихревой фазы. Показано, что наибольшее влияние состояние поляризации оказывает на продольную компоненту электрического вектора светового поля. Наибольшее визуальное различие в картине общей интенсивности в зависимости от поляризации наблюдается при использовании вихревой фазы первого порядка. Использование аксикона позволяет усилить фокусировку по сравнению с апланатическим объективом.

Острая фокусировка, пучки гаусса-лагерра, оптические вихри, аксикон

Короткий адрес: https://sciup.org/14059407

IDR: 14059407 | DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-5-654-662

Список литературы Особенности острой фокусировки вихревых пучков Гаусса-Лагерра

Ganic, D. Focusing of doughnut laser beams by a high numerical-aperture objective in free space/D. Ganic, X. Gan, M. Gu//Optics Express. -2003. -Vol. 11. -P. 2747.
Zhang, Z. Distribution of phase and orbital angular momentum of tightly focused vortex beams/Z. Zhang, J. Pu, X. Wang//Optical Engineering. -2008. -Vol. 47. -P. 068001.
Khonina, S.N. Controlling the contribution of the electric ﬁeld components to the focus of a high-aperture lens using binary phase structures/S.N. Khonina, S.G. Volotovsky//Journal of the Optical Society of America A. -2010. -Vol. 27, Issue 10. -P. 2188-2197.
Khonina, S.N. Optimization of focusing of linearly polarized light/S.N. Khonina, I. Golub//Optics Letters. -2011. -Vol. 36, Issue 3. -P. 352-354.
Khonina, S.N. Vortex phase transmission function as a factor to reduce the focal spot of high-aperture focusing system/S.N. Khonina, N.L. Kazanskiy, S.G. Volotovsky//Journal of Modern Optics. -2011. -Vol. 58, Issue 9. -P. 748-760.
Chen, Z. Tight focusing properties of linearly polarized Gaussian beam with a pair of vortices/Z. Chen, J. Pu, D. Zhao//Physics Letters A. -2011. -Vol. 375, Issue 32. -P. 2958-2963.
Huang, K. Vector-vortex Bessel-Gauss beams and their tightly focusing properties/K. Huang, P. Shi, G. Cao, K. Li, X. Zhang, Y. Li//Optics Letters. -2011. -Vol. 36. -P. 888.
Khonina, S.N. Simple phase optical elements for narrowing of a focal spot in high-numerical-aperture conditions/S.N. Khonina//Optical Engineering. -2013. -Vol. 52(9). -P. 91711 (7pp).
Zhan, Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications/Q. Zhan//Advances in Optics and Photonics. -2009. -Vol. 1. -P. 1-57.
Hell, S.W. Breaking the diffraction resolution limit by stimulated-emission-depletion fluorescence microscopy/S.W. Hell, J. Wichmann//Optics Letters. -1994. -Vol. 19. -P. 780-782.
Niziev, V.G. Influence of beam polarization on laser cutting efficiency/V.G. Niziev, A.V. Nesterov//Journal of Physics D: Applied Physics. -1999. -Vol. 32. -P. 1455-1461.
Salamin, Y.I. Electron acceleration by a tightly focused laser beam/Y.I. Salamin, C.H. Keitel//Physical Review Letters. -2002. -Vol. 88(9). -P. 095005 (4pp).
Westphal, V. Nanoscale resolution in the focal plane of an optical microscope/V. Westphal, S.W. Hell//Physical Review Letters. -2005. -Vol. 94. -P. 143903.
Khonina, S.N. How low can STED go? Comparison of different write-erase beam combinations for stimulated emission depletion microscopy/S.N. Khonina, I. Golub//Journal of the Optical Society of America A. -2012. -Vol. 29(10). -P. 2242-2246.
Kozawa, Y. Sharper focal spot formed by higher-order radially polarized laser beams/Y. Kozawa, S. Sato//Journal of the Optical Society of America A. -2007. -Vol. 24. -P. 1793-1798.
Khonina, S.N. Strengthening the longitudinal component of the sharply focused electric field by means of higher-order laser beams/S.N. Khonina, S.V. Alferov, S.V. Karpeev//Optics Letters. -2013. -Vol. 38, Issue 17. -P. 3223-3226.
Сойфер, В.А. Оптическое манипулирование микрообъектами: достижения и новые возможности, порожденные дифракционной оптикой/В.А. Сойфер, В.В. Котляр, С.Н. Хонина//Физика элементарных частиц и атомного ядра. -2004. -Т. 35, № 6. -С. 1368-1432.
Simpson, N.B. Mechanical equivalence of spin and orbital angular momentum of light: an optical spanner/N.B. Simpson, K. Dholakia, L. Allen, M.J. Padgett//Optics Letters. -1997. -Vol. 22(1). -P. 52-54.
Dennis, M.R. Singular optics: optical vortices and polarization singularities/M.R. Dennis, K. O'Holleran, M.J. Padgett//Progress in Optics. -2009. -Vol. 53. -P. 293-363.
Holbourn, A.H.S. Angular momentum of circularly polarized light/A.H.S. Holbourn//Nature. -1936. -Vol. 137(3453). -P. 31.
Allen, L. Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes/L. Allen, M.W. Beijersbergen, R.J.C. Spreeuw, J.P. Woerdman//Physical Review A. -1992. -Vol. 45(11). -P. 8185-8189.
Soskin, M. Singular optics/M. Soskin, M.V. Vasnetsov//Progress in Optics. -2001. -Vol. 42. -P. 219.
Khonina, S.N. Vortex phase elements as detectors of polarization state/S.N. Khonina, D.A. Savelyev, N.L. Kazanskiy//Optics Express. -2015. -Vol. 23(14). -P. 17845-17859.
Oskooi, A.F. Meep: a flexible free-software package for electromagnetic simulations by the FDTD method/A.F. Oskooi, D. Roundy, M. Ibanescu, P. Bermel, J.D. Joannopoulos, and S.G. Johnson//Computer Physics Communications. -2010. -Vol. 181, Issue 3. -P. 687-702.
Савельев, Д.А. Максимизация продольной электрической компоненты при дифракции на бинарном аксиконе линейно-поляризованного излучения/Д.А. Савельев, С.Н. Хонина//Компьютерная оптика. -2012. -Т. 36, № 4. -С. 511-517.
Хонина, С.Н. Высокоапертурные бинарные аксиконы для формирования продольной компоненты электрического поля на оптической оси при линейной и круговой поляризации освещающего пучка/С.Н. Хонина, Д.А. Савельев//Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. -2013. -Т. 144, № 4. -С. 718-726.
Khonina, S.N. A longitudinally polarized beam generated by a binary axicon/S.N. Khonina, S.A. Degtyarev//Journal of Russian Laser Research. -2015. -Vol. 36(2). -P. 151-161.

Еще

Статья научная