Исследование фокусировки поляризационно-неоднородных лазерных пучков высокого порядка
Карпеев С.В., Хонина С.Н., Казанский Н.Л., Алфёров С.В.

Аннотация:
Рассмотрено исследование фокусировки пучков с радиальной и азимутальной поляризациями, сформированных разработанной ранее оптической системой, основанной на суммировании двух пучков с круговой поляризацией. Исследование проводилось методом конфокальной микроскопии. Проведённые эксперименты показали различия распределений интенсивности в фокальной области для разных типов неоднородно-поляризованных пучков и в целом согласуются с результатами проведённого численного моделирования.

Abstract:
We investigate focusing of laser beams with radial and azimuthal polarization formed by ear-lier developed optical system based on summation of two beams with circular polarization. Inves-tigation was spent by a method of confocal microscopy. The experiments have shown distinctions in focal intensity distributions for different types of the inhomogeneously polarized beams and as a whole are in agreement with results of the numerical modeling.

Ключевые слова :
поляризационно-неоднородные пучки, радиальная и азимутальная поляризации, цилиндрические пучки высокого порядка, конфокальная микроскопия.

Key words:
inhomogeneously polarized beams, circular, radial and azimuthal polarization, higher-order cylindrical beams, confocal microscopy.

Литература:

  1. Карпеев, С.В. Формирование поляризационно-неодно­родных лазерных пучков высокого порядка на основе пучков с круговой поляризацией / С.В. Карпеев, С.Н. Хонина, Н.Л. Казанский, О.Ю. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 34, № 2. – С. 224-230.
  2. Новотный, Л. Основы нанооптики / Л. Новотный, Б. Хехт. – Кембридж юниверсити пресс, 2006.
  3. 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.
  4. Kozawa, Y. Sharper focal spot formed  by higher-order radially polarized laser beams // Y. Kozawa and S. Sato // J. Opt. Soc. Am. B. – 2007. – V. 24. – P. 1793.
  5. Lerman, G.M. Effect of radial polarization and apodization on spot size under tight focusing conditions // G.M. Lerman and V. Levy // Opt. Express. – 2008. – V. 16. – P. 4567.
  6. Хонина, С.Н. Управление вкладом компонент векторного электрического поля в фокусе высокоапертурной линзы с помощью бинарных фазовых структур / С.Н. Хонина, С.Г. Волотовский // Компьютерная оптика. – 2010. – Т. 34, № 1. – С. 58-68.
  7. Kozawa, Y. Dark spot formation by vector beams / Y. Kozawa and S. Sato // Opt. Lett. – 2008. – V. 33. – P. 2326.
  8. Tian, B. Tight focusing of a double-ring-shaped, azimuthally polarized beam / B. Tian and J. Pu // Opt. Lett. – 2011. – V. 36. – P. 2014-2016.
  9. Хонина, С.Н. Анализ влияния волновых аберраций на уменьшение размеров  фокального пятна в высокоапертурных фокусирующих системах // С.Н. Хонина, А.В. Устинов, Е.А. Пелевина // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35, № 2. – С. 203-219.
  10. Richards, B. Electromagnetic diffraction in optical systems. II. Structure of the image ?eld in an aplanatic system / B. Richards and E. Wolf // Proc. Royal Soc. A. – 1959. – Vol. 253. – P. 358-379.
  11. Zhan, Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications // Advances in Optics and Photonics. – 2009. – Vol. 1. – P. 1-57.
  12. Хонина, С.Н. Анализ возможности субволновой локализации света и углубления фокуса высокоапертурной фокусирующей системы при использовании вихревой фазовой функции пропускания / С.Н. Хонина, С.Г. Волотовский // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2010. – № 11. – С. 6-25.

References:

  1. Karpeev, S.V. Simple technique of generation inhomogeneously polarized laser beams by means of DOEs / S.V. Karpeev, S.N. Khonina // Computer Optics. – 2011. ? V. 35(1). – P. 54-62. – (in Russian).
  2. Novotny, L. Principles of nano-optics / L. Novotny and B. Hecht. – Cambridge University Press, 2006.
  3. 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.
  4. Kozawa, Y. Sharper focal spot formed  by higher-order radially polarized laser beams / Y. Kozawa and S. Sato // J. Opt. Soc. Am. B. – 2007. – V. 24. – P. 1793.
  5. Lerman, G.M. Effect of radial polarization and apodization on spot size under tight focusing conditions / G.M. Lerman and V. Levy // Opt. Express. – 2008. – V. 16. – P. 4567.
  6. Khonina, S.N. Сontrol by contribution of components of vector electric field in focus of a high-aperture lens by means of binary phase structures / S.N. Khonina, S.G. Volotovsky // Computer Optics. – 2011. – V. 34(1). – P. 58-68. – (in Russian).
  7. Kozawa, Y. Dark spot formation by vector beams / Y. Kozawa and S. Sato // Opt. Lett. – 2008. – V. 33. – P. 2326.
  8. Tian, B. Tight focusing of a double-ring-shaped, azimuthally polarized beam / B. Tian and J. Pu // Opt. Lett. – 2011. – V. 36. – P. 2014-2016.
  9. Khonina, S.N. Аnalysis of wave aberration influence on reducing focal spot sizein a high-aperture focusing system / S.N. Khonina, A.V. Ustinov, E.A. Pelevina // Computer Optics. – 2011. – V. 35(2). – P. 203-219. – (in Russian).
  10. Richards, B. Electromagnetic diffraction in optical systems. II. Structure of the image ?eld in an aplanatic system / B. Richards and E. Wolf // Proc. Royal Soc. A. – 1959. – Vol. 253. – P. 358-379.
  11. Zhan, Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications / Q. Zhan // Advances in Optics and Photonics. – 2009. – Vol. 1. – P. 1-57.
  12. Khonina, S.N. Possibility Analysis of Subwavelength Light Localization and Focus Extending for High-Aper­ture Focusing System Using Vortical Phase Transmission Function / S.N. Khonina, S.G. Volotovsky // Electromagnetic Waves and Elecronic Systems. – 2010. – N 11. – P. 6-25. – (In Russian).
© 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