Аннотация:
С помощью сканирующего микроскопа ближнего поля NT-MDT c кантиливером с отверстием 100 нм на расстоянии 100 нм от поверхности микроаксикона с диаметром 13,6 мкм периодом 800 нм и глубиной 465 нм, изготовленного совместно ИСОИ РАН и Университетом Сэнт-Эндрюса (Шотландия) по технологии электронной литографии на резисте ZEP520A, измерено фокусное пятно линейно-поляризованного лазерного света с длиной волны 532 нм, которое имело диаметр по полуспаду интенсивности равный 320 нм, что составляет 0,61 от длины волны. Глубина фокусировки по полуспаду интенсивности была равна 3 мкм, причём экспериментальные точки осевой интенсивности в фокусном отрезке с хорошей точностью (с.к.о. 13%) наложились на расчётную кривую осевой интенсивности, а приближённая оценка и строгое моделирование дают диаметр фокусного пятна по полуспаду интенсивности равный 0,54 от длины волны. Интенсивность в максимуме на оптической оси в 7 раз больше, чем интенсивность освещающего пучка.

Abstract:
Using a scanning near-field optical microscope NT-MDT and a cantilever with aperture size 100 nm positioned 100 nm above the surface of a microaxicon of diameter 13.6 μm, period 800 nm and depth 465 nm (manufactured jointly by the IPSI RAS and the University of the St. Andrews (Scotland) using the e-beam lithography on ZEP520A resist) we obtained a focal spot whose diameter at full-width half maximum (FWHM) is 0.61 of the incident wavelength. The depth of focus at FWHM equals 3 μm and the experimental values of the axial intensity on the focal line are in good agreement with the calculated values of the axial intensity (RMS equals 13%). The theoretical value of the focal spot size at FWHM equals 0.54λ. The peak intensity on the optical axis is 7 times higher than the illuminating beam intensity.

Ключевые слова :
бинарный микроаксикон, сканирующий оптический микроскоп ближнего поля, FDTD-метод, субволновая фокусировка лазерного света.

Key words:
binary microaxicon, near-field scanning optical microscopy, FDTD-method, laser beam subwavelength focusing.

Литература (References):

1. Kim, J.K. Compact all-fiber Bessel beam generator based on hollow optical fiber combined with a hybrid polymer fiber lens / J.K. Kim, J. Kim, Y. Jung, W. Ha, Y.S. Jeong, S. Lee, A. Tunnermann, K. Oh // Opt. Lett. – 2009. – Vol. 34(19). – P. 2973-2975.
   
2. Kurt, H. Limited-diffraction light propagation with axicon-shape photonic crystals / H. Kurt // J. Opt. Soc. Am. B. – 2009. – Vol. 26(5). – P. 981-986.
   
3. Chen, W. Realization of an evanescent Bessel beam via surface plasmon interference exited by a radially polarized beam / W. Chen, Q. Zhan // Opt. Lett. – 2009. – Vol. 34(6). – P. 722-724.
   
4. Watanabe, K. Localized surface plasmon microscope with an illumination system employing a radially polarized zeroth-order Bessel beam / K. Watanabe, G. Terakedo, H. Kano // Opt. Lett. – 2009. – Vol. 34(8). – P. 1180-1182.
   
5. Fu, Y. Hybrid Au-Ag subwavelength metallic structures with variant periods for superfocusing / Y. Fu, W. Zhou // J. Nanophotonics. – 2009. – Vol. 3. – P. 033504.
   
6. Fu, Y. Experimental study of plasmonic structures with variant periods for sub-wavelength focusing: analyses of characterization errors / Y. Fu, R.G. Mote, Q. Wang, W. Zhou // J. Mod. Opt. – 2009. – Vol. 56(14). – P. 1550-1556.
   
7. Wei, P.K. Focusing subwavelength light by using nanoholes in a transparent thin film / P.K. Wei, W.L. Chang, K.L. Lee, E.H. Lin // Opt. Lett. – 2009. – Vol. 34(12). – P. 1867-1869.
   
8. Schonbrun, E. Scanning microscopy using a short-focal-length Fresnel zone plate / E. Schonbrun, W.N. Ye, K.B. Crozier // Opt. Lett. – 2009. – Vol. 34(14). – P. 2228-2230.
   
9. Wu, D. High numerical aperture microlens arrays of close packing / D. Wu, S.Z. Wu, L.G. Niu, Q.D. Chen, R. Wang, J.F. Song, H.H. Fang, H.B. Sun // Appl. Phys. Lett. – 2010. – Vol. 97. – P. 031109.
   
10. Chen, K.R. Focusing of light beyond the diffraction limit of half the wavelength / K.R. Chen // Opt. Lett. – 2010. – Vol. 35(22). – P. 3763-3765.
    
11. Vahimaa, P. Electromagnetic analysis of nonparaxial Bessel beams generated by diffractive axicon / P. Vahimaa, V. Kettunen, M. Kuittinen, J. Turunen, A.T. Friberg // J. Opt. Soc. Am. A. – 1997. – Vol. 14(8). – P. 1817-1824
    
12. Kizuka, Y. Characteristics of a laser beam spot focused by a binary diffractive axicon / Y. Kizuka, M. Yamauchi, Y. Matsuoka // Opt. Eng. – 2008. – Vol. 47(5). – P. 053401.
13. Kotlyar, V.V. Sharply focusing a radially polarized laser beam using a gradient Mikaelian’s microlens / V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev // Opt. Commun. – 2009. – Vol. 282 (4). – P. 459-464.

---

© 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