Аннотация:
Компенсировать уширение центрального светового пятна, которое неизбежно возникает при линейной поляризации пучка, освещающего высокоапертурный осесимметричный аксикон, можно внесением асимметрии в структуру аксикона. В работе с помощью ближнепольного микроскопа проведено экспериментальное исследование дифракции Гауссова пучка на трёх типах бинарных микроаксиконов с периодом близким к длине волны. Дифракционные оптические элементы с периодом 500 нм и различной высотой микрорельефа были изготовлены методом электронно-лучевой литографии. Экспериментально подтверждено, что микроаксиконы с асимметричной конфигурацией позволяют уменьшить уширение центрального светового пятна. Также показано, что в ближней зоне дифракции обеспечивается преодоление дифракционного предела вдоль одного направления (вплоть до 0,32 лямбды по полуспаду от максимума интенсивности)

Abstract:
To compensate widening of the central light spot which inevitably arises at linear polarization of a beam illuminating high-aperture axicon, it is possible to insert asymmetry in axicon structure. Experimental research of diffraction of Gaussian beam by three types of binary microaxicon with the period close to wavelength is carry out by means of nearfield microscope. Diffractive optical elements with the period of 500 nanometers and various height of a microrelief have been made by a method of e-beam lithography. It is experimentally confirmed, that asymmetric microaxicons allow to reduce widening of the central light spot. Also it is shown, that in a near zone overcoming of the diffraction limit along one direction (down to FWHM=0,32 lambda) is provided.

Ключевые слова :
асимметричные бинарные дифракционные аксиконы, высокоапертурный оптический элемент, линейная поляризация, сверхразрешение, ближнепольная микроскопия, электронно-лучевая литография.

Key words:
asymmetric binary diffractive axicon, high-aperture optical element, linear polarization, diffraction limit overcoming, nearfield microscopy, e-beam lithography.

Литература:

1. Хонина, С.Н. Расчёт дифракции линейно-поляризо­ванного ограниченного пучка с постоянной интенсивностью на высокоапертурных бинарных микроаксиконах в ближней зоне / С.Н. Хонина, А.В. Устинов, С.Г. Волотовский, А.А. Ковалёв // Компьютерная оптика. - 2010. - Т.34, № 4. - С.443-460.
   
2. Хонина, С.Н. Формирование осевого отрезка с умень­шенным поперечным размером для линейной поляризации освещающего пучка с помощью высокоапертурных бинарных аксиконов, не обладающих осевой симметрией // Компьютерная оптика. - 2010. - Т.34, № 4. - С.461-468.
   
3. Хонина, С.Н. Алгоритмы быстрого расчёта дифракции радиально-вихревых лазерных полей на микроапертуре / С.Н. Хонина, А.В. Устинов, С.Г. Волотов­ский, М.А. Ананьин // Известия Самарского научного центра РАН. - 2010. - № 12(3). - С. 15-25.
   
4. Khonina, S.N. Controlling the contribution of the electric ?eld components to the focus of a high-aperture lens using binary phase structures / S.N. Khonina, S.G. Volotovsky // J. Opt. Soc. Am. A. - 2010. - Vol. 27, N 10. - P. 2188-2197.
   
5. Kotlyar, V.V. Diffraction of conic and Gaussian beams by a spiral phase plate / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, S.N. Kho­ni­na, R.V. Skidanov, V.A. Soifer, H. Elfstrom, N. Tos­savai­nen and J. Turunen // Appl. Opt. - 2006. - Vol. 45, N 12. - P. 2656-2665.
   
6. Котляр, В.В. Дифракция плоской волны конечного радиуса на спиральном аксиконе и спиральной фазовой пластинке: сравнение / В.В. Котляр, А.А. Ковалёв, В.А. Сойфер, Д.А. Девис, С. Тувей, Д. Коттрел // Компьютерная оптика. - 2006. - Т. 30 - С. 36-43.
7. Khonina, S.N. Optimization of focusing of linearly polarized light / S.N. Khonina and I. Golub // Opt. Lett. - 2011. - Vol. 36, N 3. - P. 352-354.

References:

1. Khonina, S.N. Calculation of diffraction of the linearly-polarized limited beam with uniform intensity on high-aperture binary micro-axicons in a near zone / S.N. Khonina, A.V. Ustinov, S.G. Volotovsky, A.A. Ko­valev // Computer Optics. - 2010. - Vol. 34, N 4. - P. 443-460. - (in Russian).
2. Khonina, S.N. Formation of an axial line with the reduced cross-section size for linear polarization of an illuminating beam by means of high-aperture binary axicons without axial symmetry // Computer Optics. - 2010. - Vol. 34, N 4. - P. 461-468. - (in Russian).
3. Khonina, S.N. Fast calculation algorithms for diffraction of radially-vortical laser fields on the microaperture / S.N. Khonina, A.V. Ustinov, S.G. Volotovsky, M.A. Ana­nin // Izvest. SNC RAS - 2010. - V. 12(3). - P. 15-25. - (in Russian).
4. Khonina, S.N. Controlling the contribution of the electric ?eld components to the focus of a high-aperture lens using binary phase structures / S.N. Khonina, S.G. Volotovsky // J. Opt. Soc. Am. A. - 2010. - Vol.27, N 10. - P. 2188-2197.
5. Kotlyar, V.V. Diffraction of conic and Gaussian beams by a spiral phase plate / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, S.N. Kho­nina, R.V. Skidanov, V.A. Soifer, H. Elfstrom, N. Tossavainen and J. Turunen // Appl. Opt. - 2006. - Vol. 45, N 12. - P. 2656-2665.
6. Kotlyar, V.V. Diffraction of a plane finite-radius wave by a spiral axicon and by a spiral phase plate: comparing /  V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, V.A. Soifer, J.A. Davis, C. Tuvey, J. Cottrel // Computer Optics. - 2006. - V.30 - P.36-43. - (in Russian)
7. Khonina, S.N. Optimization of focusing of linearly polarized light / S.N. Khonina and I. Golub // Opt. Lett. - 2011. - Vol. 36, N 3. - P. 352-354.

---

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