Гиперболическая фотонная струя
Котляр В.В., Стафеев С.С., Ковалёв А.А.

Аннотация:
С помощью моделирования FDTD-методом и ближнепольного микроскопа с металлическим кантилевером показано, что при дифракции плоской линейно-поляризованной волны на угловой стеклянной ступеньке высотой 2 λ, λ – длина волны, формируется слаборасходящаяся искривлённая по гиперболе фотонная струя, с областью повышенной интенсивности длиной по полуспаду 9,5 λ, с диаметром 1,8 λна расстоянии 5,5 λи максимумом, в 5 раз превышающим интенсивность падающей волны. Расчётные результаты отличаются от экспериментальных на 11%. Показано, что структуры интенсивности при дифракции плоской волны на угловой фазовой ступеньке и на непрозрачном экране с отверстием вместо ступеньки совпадают.

Ключевые слова :
фотонная струя, диэлектрическая ступенька.

Литература:

  1. Котляр, В.В. Анализ дифракции электромагнитной волны на бесконечном круглом цилиндре с несколькими однородными слоями / В.В. Котляр, М.А. Личманов // Компьютерная оптика. – 2002. – T. 24. – C. 26-32.
  2. Li, X. Optical analysis of nanoparticles via enhanced backscattering facilitated by 3D photonic nanojets / X. Li, Z. Chen, A. Taflove, V. Backman // Opt. Express. – 2005. – Vol. 13(2). – P. 526-533.
  3. Heifetz, A. Photonic nanojets / A. Heifetz, S.-C. Kong, A.V. Sahakian, A. Taflove, V. Backman // J. Comp. Theoret. Nanosci. – 2009. – Vol. 6. – P. 1979-1992.
  4. Ferrand, P. Direct imaging of photonic nanojets / P. Ferrand, J. Wenger, A. Devilez, M. Pianta, B. Stout, N. Bo­nod, E. Popov, H. Rigneault // Opt. Express. – 2008. – Vol. 16(10). – P. 6930-6940.
  5. Chang, C.-H. From two-dimensional colloidal self-assem­bly to three-dimensional nanolithography/ C.-H. Chang, L. Tian, W.R. Hesse, H. Gao, H.J. Choi, J.-G. Kim, M. Siddiqui, G. Barbastathis // Nano Lett. – 2011. – Vol. 11(6). – P. 2533-2537.
  6. Astratov, V.N. Photonic nanojets for laser surgery / V.N. As­tratov, A. Darafsheh, M.D. Kerr, K.W. Allen, N.M. Fried, A.N. Antoszyk, H.S. Ying // Newsroom SPIE. – 2010. – DOI 10.1117/2.1201002.002578.
  7. Valev, V.K. Plasmon-enhanced sub-wavelength laser ablation / V.K. Valev, D. Denkova, X. Zheng, A.I. Kuznetsov, C. Reinhardt, B.N. Chichkov, G. Tsutsumanova, E.J. Os­ley, V. Petkov, B.D. Clercq, A.V. Silhanek,
  8. Y. Jeyaram, V. Volskiy, P.A. Warburton, G.A.E. Vandenbosch, S. Rus­sev, O.A. Aktsipetrov, M. Ameloot, V.V. Moshchalkov, T. Verbiest // Adv. Mater. – 2012. – Vol. 24. – P. OP29-OP35.
  9. Merola, F. Characterization of Bessel beams generated by polymeric microaxicons / F. Merola, S. Coppola, V. Ves­pini, S. Grilli, P. Ferraro // Meas. Sci. Technol. – 2012. – Vol. 23. – P. 065204.
  10. Kim, M.-S. Engineering photonic nanojets / M.-S. Kim, T. Scharf, S. Mühlig, C. Rockstuhl, H.P. Herzig // Opt. Express. – 2011. – Vol. 19(11). – P. 10206-10220.
  11. Martin, J. Intense Bessel-like beams arising from pyramid-shaped microtips / J. Martin, J. Proust, D. Gerard,
    J.-L. Bijeon, J. Plain // Opt. Lett. – 2012. – Vol. 37(7). – P. 1274-1276.
  12. McCloskey, D. Low divergence photonic nanojets from Si3N4 microdisks / D. McCloskey, J.J. Wang, J.F. Donegan // Opt. Express. – 2012. – Vol. 20(1). – P. 128-140.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20