(28) 04 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

ДИФРАКЦИЯ КОНИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ И ГАУССОВОГО ПУЧКА НА СПИРАЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ ПЛАСТИНКЕ
В.В. Котляр, А.А. Ковалев, С.Н. Хонина, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, Я. Турунен
Институт систем обработки изображений РАН
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева
Университет Йоенсуу, Финляндия

 PDF, 853 kB

Страницы: 29-36.

Язык статьи: Русский.

Аннотация:
Получено аналитическое выражение для дифракции в дальней зоне конической волны на спиральной фазовой пластинке (СФП) с произвольным целым порядком сингулярности n . Дифракция конической волны на СФП эквивалентна дифракции плоской волны на винтовом аксиконе. Аналитически произведено сравнение дифракции конической волны и Гауссового пучка на СФП. Показано, что в обоих случаях формируется световое кольцо, и функция интенсивности при малых значениях радиальной переменной ρ растет пропорционально ρ2n, а при больших ρ убывает как n2ρ−4.
Прямой записью электронным лучом на резисте изготовлена 32-уровневая СФП 2-го порядка диаметром 5 мм. С помощью этой СФП пучок гелий-неонового лазера был преобразован в пучок с фазовой сингулярностью и кольцевым распределением интенсивности.

Keywords:
Gaussian beam, conical wave, spiral phase plate, axicon, diffraction of a conical wave, helium-neon laser

Citation:
Kotlyar VV, Kovalev AA, Khonina SN, Skidanov RV, Soifer VA, Turunen J. Diffraction of a conical wave and a Gaussian beam by a spiral phase plate. Computer Optics 2005; 28: 29-36.

Литература:

  1. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. Специальные функции // М.: Наука, 1983.
  2. Alonzo C.A., Rodrigo P.J., Gluckstad J. Helico-conical optical beams: a product of helical and conical phase fronts // Opt. Expr., 2005. Vol. 13. No. 5. P. 1749-1760.
  3. Cheong W.G., Lee W.M., Yuan X.-C., Zhang L.-S., Dholakia K., Wang H. Direct electron-beam writing of continuous spiral phase plates in negative resist with high power efficiency for optical manipulation // Appl. Phys. Lett., 2004. Vol. 85. No. 23. P. 5784-5786.
  4. Furhapter S., Jesacher A., Bernet S., Ritsch-Marte M. Spiral phase contrast imaging in microscopy // Opt. Expr., 2005. Vol. 13. No. 3. P. 689-694.
  5. Ganic D., Gan X., Gu M. Focusing of doughnut laser beams by a high numerical-aperture objective in free space // Opt. Expr., 2003. Vol. 11. No. 21. P. 2747-2752.
  6. Khonina S.N., Kotlyar V.V., Shinkarev M.V., Soifer V.A., Uspleniev G.V. The rotor phase filter // J. Mod. Opt., 1992. Vol. 39. No. 5. P. 1147-1154.
  7. Khonina S.N., Kotlyar V.V., Skidanov R.V., Soifer V.A., Jefimos K., Simonen J., Turunen J. Rotation of microparticles with Bessel beams generated by diffractive elements // J. Mod. Opt., 2004. Vol. 51. No. 14. P. 2167-2184.
  8. Khonina S.N., Kotlyar V.V., Soifer V.A., Shinkarev M.V., Uspleniev G.V. Trochoson //, Opt. Commun., 1992. Vol. 91. No. 3-4. P. 158-162.
  9. Koltyar V.V., Almazov A.A., Khonina S.N., Soifer V.A., Elfstrom H., Turunen J. Generation of phase singularity through diffracting a plane or Gaussian beam by a spiral phase plate // J. Opt. Soc. Am. A, 2005. Vol. 22. No. 5. P. 849-861.
  10. Lee W.M., Ahluwalia B.P.S., Yuan X.-C., Cheong W.C., Dholakia K. Optical steering of high and low index microparticles by manipulating an off-axis optical vortex // J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2005. Vol. 7. P. 1-6.
  11. Niv A., Biener G., Kleiner V., Hasman E. Spiral phase elements obtained by use of discrete space-variant subwavelength gratings // Opt. Commun., 2005. Vol. 251. P. 306-314.
  12. Oemrawsingh S.S.R., van Houwelinger J.A.W., Eliel E.R., Woerdman J.R., Vestegen E.J.K., Kloosterboer J.G., Hooft G.W. Production and characterization of spiral phase plates for optical wavelengths // Appl. Opt., 2004. Vol. 43. No. 3. P. 688-694.
  13. Paterson C., Smith R. Higher-order Bessel waves produced by axicon-type computer-generated holograms // Opt. Commun., 1996. Vol. 124. P. 123-130.
  14. Saks Z.S., Rozes D., Swatzlander G.A. Holographic formation of optical-vortex filaments // J. Opt. Soc. Am. B, 1998. Vol. 15. P. 2226-2234.
  15. Sueda K., Miyaji G., Miyanaga N., Nakatsura M. Laguerre-Gaussian beam generated with a multilevel spiral phase plate for high intensity laser pulses // Opt. Expr., 2004. Vol. 12. No. 15. P. 3548-3553.
  16. Sundbeck S., Gruzberg I., Grier D.G. Structure and scalling of helical modes of light // Opt. Lett., 2005. Vol. 30. No. 5. P. 1-13.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20