Субволновая фокусировка лазерного излучения смешанной азимутально-линейной поляризации

Автор: Стафеев Сергей Сергеевич, Налимов Антон Геннадьевич, Котляр Мария Викторовна, Офаолейн Лиам Уильям Веллан-Куртин

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 4 т.40, 2016 года.

Бесплатный доступ

В данной работе был рассмотрен четырёхсекторный пропускающий преобразователь поляризации для длины волны 633 нм, с помощью которого можно получить азимутально-поляризованный пучок из линейно-поляризованного. Численно показано, что, поместив непосредственно за преобразователем поляризации зонную пластинку Френеля с фокусным расстоянием 532 нм, можно сфокусировать свет в субволновое фокусное пятно с размерами по полуспаду интенсивности меньше дифракционного предела (размеры по полуспаду интенсивности равны 0,28 и 0,45 от длины волны фокусируемого света). Если же после прохождения четырёхсекторного пропускающего преобразователя свет сначала распространяется в свободном пространстве на расстояние 300 мкм и только потом фокусируется зонной пластинкой, то размер фокусного пятна составляет 0,42 и 0,81 от длины волны фокусируемого света (при этом размер пятна, сформированного только поперечной составляющей напряженности электрического поля, был равен 0,42 и 0,59 от длины волны). Последний численный результат был проверен экспериментально, полученные размеры пятна были равны 0,46 и 0,57 от длины волны.

Еще

Субволновый микрополяризатор, азимутальная поляризация, субволновая дифракционная решётка, острая фокусировка, сбом

Короткий адрес: https://sciup.org/14059485

IDR: 14059485   |   DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-458-466

Список литературы Субволновая фокусировка лазерного излучения смешанной азимутально-линейной поляризации

  • Yu, N. Flat optics with designer metasurfaces/N. Yu, F. Capasso//Nature materials. -2014. -Vol. 13(2). -P. 139-150. - DOI: 10.1038/nmat3839
  • Kildishev, A.V. Planar photonics with metasurfaces/A.V. Kildishev, A. Boltasseva, V.M. Shalaev//Science. -2013. -Vol. 339(6125). -P. 1232009. -DOI: 10.1126/Science.1232009.
  • Kotlyar, V.V. Design of diffractive optical elements modulating polarization/V.V. Kotlyar, O.K. Zalyalov//Optik. -1996. -Vol. 103(3). -P. 125-130.
  • Bomzon, Z. Pancharatnam-Berry phase in space-variant polarization-state manipulations with subwavelengtn gratings/Z. Bozom, V. Kleiner, E. Hasman//Optics Letters. -2001. -Vol. 26(18). -P. 1424-1426. - DOI: 10.1364/OL.26.001424
  • Bomzon, Z. Radially and azimutally polarized beams generated by space-variant dielectric subwavelength gratings/Z. Bozom, G. Biener, V. Kleiner, E. Hasman//Optics Letters. -2002. -Vol. 27(5). -P. 285-287. - DOI: 10.1364/OL.27.000285
  • Lerman, G.M. Generation of a radially polarized light beam using space-variant subwavelength gratings at 1064 nm/G.M. Lerman, U. Levy//Optics Letters. -2008. -Vol. 33(23). -P. 2782-2784. - DOI: 10.1364/OL.33.002782
  • Lerman, G.M. Radial polarization interferometer/G.M. Lerman, U Levy//Optics Express. -2009. -V. 17(25). -P. 23234-23246. - DOI: 10.1364/OE.17.023234
  • Ghadyani, Z. Concentric ring metal grating for generating radially polarized light/Z. Ghadyani, I. Vartiainen, I. Harder, W. Iff, A. Berger, N. Lindlein, M. Kuittinen//Applied Optics. -2011. -Vol. 50(16). -P. 2451-2457. - DOI: 10.1364/AO.50.002451
  • Xie, Z. Generation of terahertz vector beams with a concentric ring metal grating and photo-generated carriers/Z. Xie, J. He, X. Wang, S. Feng, Y. Zhang//Optics Letters. -2015. -Vol. 40(3). -P. 359-362. - DOI: 10.1364/OL.40.000359
  • Lin, J. Nanostructured holograms for broadband manipulation of vector beams/J. Lin, P. Genevet, M.A. Kats, N. Antoniou, F. Capasso//Nano Letters. -2013. -Vol. 13(9). -P. 4269-4274. - DOI: 10.1021/nl402039y
  • Genevet, P. Holographic optical metasurfaces: a review of current progress/P. Genevet, F. Capasso//Reports on Progress in Physics. -2015. -Vol. 78(2). -024401. - DOI: 10.1088/0034-4885/78/2/024401
  • Levy, U. Engineering space-variant inhomogeneous media for polarization control/U. Levy, C.-H. Tsai, L. Pang, Y. Fainman//Optics Letters. -2004. -Vol. 29(15). -P. 1718-1720. - DOI: 10.1364/OL.29.001718
  • Stafeev, S.S. Tight focus of light using micropolarizer and microlens/S.S. Stafeev, L. O'Faolain, V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov//Applied Optics. -2015. -Vol. 54(14). -P. 4388-4394. - DOI: 10.1364/AO.54.004388
  • Kotlyar, V.V. Subwavelength micropolarizer in a gold film for visible light/V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, M.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, L. O'Faolain//Applied Optics. -2016. -Vol. 55(19). -P. 5025-5032. - DOI: 10.1364/AO.55.005025
  • Стафеев, С.С. Четырёхзонный пропускающий азимутальный микрополяризатор с фазовым сдвигом/С.С. Стафеев, М.В. Котляр, Л. О'Фаолайн, 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.
  • Davidson, N. High-numerical-aperture focusing of radially polarized doughnut beams with a parabolic mirror and a flat diffractive lens/N. Davidson, N. Bokor//Optics Letters. -2004. -Vol. 29. -P. 1318-1320. - DOI: 10.1364/OL.29.001318
Еще
Статья научная