Аннотация:
Разработана и экспериментально испытана новая оптическая система для преобразования поляризации модовых пучков из линейной (наиболее характерной для лазерного излучения) в аксиально-симметричные (радиальную или азимутальную, как более эффективные в различных приложениях), а также с разнообразной неоднородной структурой. Схема основана на когерентном сложении модовых пучков с использованием фазовых дифракционных решеток, позволяющих менять межмодовый фазовый сдвиг без применения дополнительных элементов. Простота и универсальность схемы достигается за счет применения дифракционных оптических элементов для генерации заданных модовых распределений необходимой ориентации в пространстве, а также получения одновременно нескольких разных поперечных мод в разных лучах для их дальнейшей комбинации.

Ключевые слова:
поляризационно-неоднородные пучки, радиальная и азимутальная поляризации, внерезонаторный поляризационный конвертор, когерентная суперпозиция, дифракционные оптические элементы.

Литература:

1. Zhan, Qiwen Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications // Advances in Optics and Photonics.-2009.-1.-P.1-57.
2. Focusing light to a tighter spot / S. Quabis, R. Dorn, M. Eberler, O. Glockl, and G. LeuchsOpt. // Commun.- 2000.-V.179.-P.1-7.
3. Youngworth, K.S. Focusing of high numerical aperture cylindrical-vector beams / K. S. Youngworth and T. G. Brown // Opt. Express.-2000.-V.7.-P.77-87.
4. Dorn, R. Sharper focus for a radially polarized light beam / R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs // Phys. Rev. Lett.-2003.-V.91.-P.233901.
5. Kozawa, Y. Sharper focal spot formed by higher-order radially polarized laser beams / Y. Kozawa and S. Sato // Journal of Optical Society of America A.-2007.-V.24.-P.1793.
6. Focus shaping of cylindrically polarized vortex beams by a high numerical-aperture lens / Lianzhou Rao, Jixiong Pu, Zhiyang Chen, Pu Yei // Optics & Laser Technology.-2009.-V.41.-P.241-246.
7. Котляр, В.В. Моделирование острой фокусировки радиально-поляризованной лазерной моды с помощью конического и бинарного микроаксиконов / В.В. Котляр, С.С. Стафеев// Компьютерная оптика.-2009.-Т.33, №1.-С.52-60.
8. Sick, B. Orientational imaging of single molecules by annular illumination / B. Sick, B. Hecht, and L. Novotny // Phys. Rev. Lett.-2000.-V.85.-P.4482-4485.
9. Longitudinal field modes probed by single molecules / L. Novotny, M.R. Beversluis, K.S. Youngworth, and T.G. Brown // Phys. Rev. Lett.-2001.-V.86.-P.5251-5254.
10. Zhan, Qiwen Focus shaping using cylindrical vector beams / Qiwen Zhan and James R. Leger // Opt. Express.-2002.-V.10(7).-P.324-331.
11. Calculation of optical trapping forces on a dielectric sphere in the ray optics regime produced by a radially polarized laser beam / H. Kawauchi, K. Yonezawa, Y. Kozawa and S. Sato // Optics Letters.-2007.-V.32. P.1839.
12. Romea, R.D. Modeling of inverse Cherenkov laser acceleration with axicon laser beam focusing. / R.D. Romea and W.D. Kimura // Physical Review D.-1990.-V.42, N.5.-P.1807.
13. Electron acceleration to GeV energy by a radially polarized laser / Devki Nandan Gupta, Niti Kant, Dong Eon Kim, Hyyong Suk // Physics Letters A.-2007.-V.368.-P.402-407.
14. Niziev, V.G. Influence of Beam Polarization on Laser Cutting Efficiency / V.G. Niziev, A.V. Nesterov // Journal of Physics D.-1999.-V.32.-P.1455-1461.
15. Venkatakrishnan, Krishnan Interconnect microvia drilling with a radially polarized laser beam / Krishnan Venkatakrishnan and Bo Tan // J. Micromech. Microeng.-2006.-V.16. -P.2603-2607.
16. Excitation of a single hollow waveguide mode using inhomogeneous anisotropic subwavelength structures / Yaniv Yirmiyahu, Avi Niv, Gabriel Biener, Vladimir Kleiner, and Erez Hasman // Opt. Express.-2007.-V.15(20).- P.13404-13414.
17. Kozawa, Yuichi Generation of a radially polarized laser beam by use of a conical Brewster prism / Yuichi Kozawa and Shunichi Sato // Opt. Lett.-2005.-V.30(22).-P.3063-3065.
18. Simultaneous generation of helical beams with linear and radial polarization by use of a segmented half-wave plate / Hikaru Kawauchi, Yuichi Kozawa, Shunichi Sato, Takashi Sato, and Shojiro Kawakami // Opt. Lett.-2008.-V.33(4).-P.399-401.
19. Низьев, Р’.Р“. Генерация поляризационно-неоднород­РЅС‹С… РјРѕРґ РІ мощном CO2 лазере / Р’. Р“. Низьев, Р’.Рџ. РЇРєСѓРЅРёРЅ, Рќ.Р“. РўСѓСЂРєРёРЅ // Квантовая электроника.-2009.-в„– 39(6).-РЎ.505-514.
20. Radially and azimuthally polarized beams generated by space-variant dielectric subwavelength gratings / Ze’ev Bomzon, Gabriel Biener, Vladimir Kleiner, and Erez Hasman // Opt. Lett.-2002.-V.27(5).-P.285-287.
21. Yonezawa, K. Generation of a radially polarized laser beam by use of the birefringence of a c-cut Nd:YVO4 crystal / K. Yonezawa, Y. Kozawa, and S. Sato // Opt. Lett.-2006.-V.31(14).-P.2151-2153.
22. Yonezawa, K. Compact Laser with Radial Polarization Using Birefringent Laser Medium, Jpn. / K. Yonezawa, Y. Kozawa, and S. Sato // J. Appl. Phys.-2007.-V.46(8A).-P.5160-5163.
23. Cylindrical Vector Laser Beam Generated by the Use of a Photonic Crystal Mirror / Yuichi Kozawa, Shunichi Sato, Takashi Sato, Yoshihiko Inoue, Yasuo Ohtera, and Shojiro Kawakami // Applied Physics Express.-2008.-V.1.- P.022008.
24. Tidwell, S.C. Generating radially polarized beams interferometrically / S.C. Tidwell, D.H. Ford, and W.D. Kimura // Applied Optics.-1990.-V.29.-P.2234-2239.
25. Youngworth, K. Focusing of high numerical aperture cylindrical-vector beams / K. Youngworth and T. Brown // Opt. Express.-2000.-V.7.-P.77-87.
26. Simple interferometric technique for generation of a radially polarized light beam / Nicolas Passilly, Renaud de Saint Denis, and Kamel Aït-Ameur, François Treussart, Rolland Hierle, and Jean-François Roch // J. Opt. Soc. Am. A.-2005.-V.22(5).-P.984-991.
27. Biss, D.P. Dark-field imaging with cylindrical-vector beams / D.P. Biss, K.S. Youngworth, and T.G. Brown // Appl. Opt.-2006.-V.45.-P.470-479.
28. Volpe, G. Generation of cylindrical vector beams with few-mode п¬Ѓbers excited by Laguerre-Gaussian beams / G. Volpe, D. Petrov // Opt. Comm.-2004.-V.237.-P.89-95.
29. Generation of a cylindrically symmetric, polarized laser beam with narrow linewidth and fine tenability / Toru Hirayama, Yuichi Kozawa, Takahiro Nakamura and Shunichi Sato // Opt. Express.-2006.-V.14(26).-P.12839-12845.
30. Two dimensional polarization encoding with a phase only liquid-crystal spatial light modulator / J.A. Davis, D.E. McNamara, D.M. Cottrell, and T. Sonehara // Appl. Opt.-2000.-V.39.-P.1549-15541.
31. Method for the generation of arbitrary complex vector wave fronts / Mark A.A. Neil, Farnaz Massoumian, Rimvydas Juskaitis, and Tony Wilson // Opt. Lett.-2002.-V.27(21).-P.1929-1931.
32. Hologram optimization for SLM-based reconstruction with regard to polarization effects / C. Kohler, T. Haist, X. Schwab and W. Osten // Opt. Express.-2008.-V.16(19).-P.14853-14861.
33. Kogelnik, H. Laser beams and resonators / H. Kogelnik, T. Li // Appl. Opt.-1966.-V.5(10).-P.1550-1567.
34. Юу, Ф.Т.С. Введение в теорию дифракции, обработку информации и голографию: Пер. с англ. / Под ред. В.К. Соколова. // М.: Сов. Радио, 1979.-304 с.
35. Хонина, С.Н. Дифракционные оптические элементы, согласованные с модами Гаусса-Лагерра, / С.Н. Хонина, В.В. Котляр, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика.-1997.-Вып.17.-С.25-31.
36. Хонина, С.Н. Формирование мод Гаусса-Эрмита с помощью бинарных ДОЭ. II. Оптимизация апертурной функции // Компьютерная оптика.-1998.-Вып.18.-С.28-36.
37. Балалаев, РЎ.Рђ. Исследование возможности формирования гипергеометрических лазерных пучков методами дифракционной оптики / РЎ.Рђ. Балалаев, РЎ.Рќ. РҐРѕРЅРёРЅР°, Р .Р’. Скиданов // Известия Самарского научного центра Р РђРќ.-2008.-в„–10(3).-РЎ.694-706.
38. Хонина, С.Н. Формирование лазерных пучков Эйри с помощью бинарно-кодированных дифракционных оптических элементов для манипулирования микрочастицами / С.Н. Хонина, Р.В. Скиданов, О.Ю. Моисеев // Компьютерная оптика.-2009.-Т.33, №2.-С.138-146.
39. Дифракционная компьютерная оптика / под ред. В.А. Сойфера // М.: Физматлит, 2007.-736 с.
    

    ---

© 2009, ИСОИ Р РђРќ
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