Формирование лазерных пучков Эйри с помощью бинарно-кодированных дифракционных оптических элементов для манипулирования микрочастицами

Хонина С.Н., Скиданов Р.В., Моисеев О.Ю.

Аннотация:
Методом частичного кодирования рассчитаны бинарные фазовые дифракционные оптические элементы, предназначенные для генерации лазерных пучков Эйри с различными характеристиками дифракционной эффективности и точности. По рассчитанным фазовым распределениям методом жидкостной фотолитографии изготовлены дифракционные оптические элементы с различным шагом дискретизации, которые были экспериментально исследованы и использованы для  оптического захвата полистироловых шариков диаметром 5 мкм.

Ключевые слова:
функция Эйри, усеченные пучки Эйри, бинарное кодирование, фазовый дифракционный оптический элемент, жидкостная фотолитография, оптический захват.

Литература:

  1. Durnin, J. Diffraction-free beams / J. Durnin, J.J. Miceli, and J.H. Eberly // Phys. Rev. Lett. - 1987. - .V. 58, N 15 - P. 1499-1501.
  2. Vasara, A. Realization of general nondiffracting beams with computer-generated holograms / A. Vasara, J. Turunen, and A.T. Friberg // J. Opt. Soc. Am. A. - 1989. - V. 6. - P. 1748-1754.
  3. Bandres, M.A. Parabolic nondiffracting optical wave fields, / M.A. Bandres, J. C. Gutierrez-Vega, and S. Cha-vez?Cerda // Opt. Lett. - 2004. - V. 29(1). - P. 44–46.
  4. Kotlyar, V.V. Hypergeometric modes / V.V. Kotlyar, R.V. Skidanov, S.N. Khonina and V.A. Soifer // Opt. Lett. - 2007. - V. 32. - P. 742-744.
  5. Котляр, В.В., Оптические чистые вихри и гипергеометрические моды / Котляр, В.В., Хонина С.Н., Алмазов А.А., Сойфер В.А. // Компьютерная оптика - 2005. - Т. 27. - С. 21-28
  6. Siviloglou, G.A. Observation of Accelerating Airy Beams / G.A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu and D.N. Christodoulides // Physical Review Letters. - 2007. - V. 99. - P. 213901.
  7. Bandres, M.A. Circular beams / M.A. Bandres and J.C. Gutiérrez-Vega // Opt. Lett. - 2008. - V. 33. - P.177-179.
  8. Балалаев, С.А. Сравнение свойств гипергеометрических мод и мод Бесселя, // С.А. Балалаев, С.Н. Хонина // Компьютерная оптика. - 2007. - Т. 31, № 4. - С. 23-28.
  9. Siviloglou, G.A. Ballistic dynamics of Airy beams / G.A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu, and D. N. Christodoulides // Opt. Lett. - 2008. - V. 33(3). - P. 207-209.
  10. Berry, М.V. Nonspreding wave packets / М.V. Berry, N.L. Balazs // Am. J. Phys. - 1979. - V. 47(3). - P. 264-267.
  11. Abramowitz, M. Handbook of Mathematical Functions / M. Abramowitz and I.A. Stegun - Courier Dover Publications, 1972. - 1046 p.
  12. Siviloglou, G.A. Accelerating finite energy Airy beams / G.A. Siviloglou, D.N. Christodoulides // Opt. Letters. - 2007. - V. 32(8). - P. 979-981.
  13. Banders, M.A. Airy-Gauss beams and their transformation by paraxial optical systems, / M.A. Banders, J.C. Gutierrez-Vega // Opt. Express. - 2007. - V. 15(25). - P. 16719-16728.
  14. Хонина, С.Н. Ограниченные 1D пучки Эйри: лазерный веер, / С.Н. Хонина, С.Г. Волотовский // Компьютерная оптика. - 2008. –Т. 32, № 2. - С. 168-174.
  15. Marhic, M.E. Whispering-Gallery CO2 Laser / M.E. Mar-hic, L.I. Kwan, M. Epstein // IEEE J. Quant. Electr., 1979. - QE-15(6). - P. 487-490.
  16. Grossman, J.G. Radio-frequency-excited carbon dioxide metal waveguide laser / J.G. Grossman, L.W. Casperson, and O.M. Stafsudd // App. Opt. - 1983. - V. 22(9). - P. 1298-1305.
  17. Al-Mashaabi, F.S. Direct current-excited CW CO2 metal waveguide laser / F.S. Al-Mashaabi and L.W. Casperson // App. Opt. - 1989. - V. 28(10). - P. 1899-1903.
  18. Котляр, В.В. Метод частичного кодирования для расчета фазовых формирователей мод Гаусса-Эрмита / В.В. Котляр, С.Н. Хонина, В.А. Сойфер // Автометрия. 1999. - N 6. - С. 74-83.
  19. Khonina, S.N. Encoded binary diffractive element to form hyper-geometric laser beams / S.N. Khonina , S.A. Bala-layev, R.V. Skidanov, V.V. Kotlyar , B. Paivanranta, J. Turunen // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. - 2009. - V. 11. - P. 065702-065708.
  20. Casaubon, J.I. Variation Principle for a Linear Potential, Turk. / J.I. Casaubon, J.P. Cosentino and A.H. Buep // J. Phys. - 2007. - V. 31. - P. 117-121.
  21. Chu, D.C. Spectrum Shaping with Parity Sequences / D.C. Chu and J. W. Goodman // App. Opt. - 1972. - V. 11(8). - P. 1716-1724.
  22. Сойфер, В.А. Цифровая голография и ее применение // Кубышев, 1978. - 85 с.

© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846 2) 332-56-22, факс: +7 (846 2) 332-56-20