Сравнительное моделирование амплитудной и фазовой зонных пластинок
Козлова Е.С., Котляр В.В., Налимов А.Г.

Институт систем обработки изображений РАН, Самара, Россия,
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва
(национальный исследовательский университет) (СГАУ), Самара, Россия

Аннотация:
В работе с помощью FDTD-метода проведено сравнительное моделирование острой фокусировки лазерного света с помощью бинарных фазовой и амплитудных (тонкие металлические плёнки толщиной 20 – 30 нм) зонных пластинок Френеля. Вблизи колец зонной пластинки из серебра обнаружены субволновые локальные максимумы, интенсивность которых сравнима с интенсивностью в фокусе и которые объясняются возбуждением плазмонов.

Ключевые слова :
амплитудная зонная пластинка, фазовая зонная пластинка, частотная дисперсия, острая фокусировка, FDTD-метод.

Цитирование:
Козлова, Е.С. Сравнительное моделирование амплитудной и фазовой зонных пластинок/ Е.С. Козлова, В.В. Котляр, А.Г. Налимов // Компьютерная оптика. – 2015. – Т. 39, № 5. – С. 687-693. – DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-5-687-693.

Литература:

  1. Ojeda-Castaneda, J Selected Papers on Zone Plates / J. Ojeda-Castaneda, C.C. Gomez-Reino // SPIE Milestone Series. – 1996. – Vol. MS198.
  2. Fu, Y. Plasmonic microzone plate: superfocusing at visible regime / Y. Fu, W. Zhou, L. Lim, C. Du, X. Luo // Physics Letters. – 2007. – Vol. 91. – P. 061124.
  3. Mote, R. Near-field focusing properties of zone plates in visible regime-New insight / R. Mote, S. Yu, B. Ng, W. Zhou, S. Lau // Optics Express. – 2008. – Vol. 16(13). – P. 9554-9564.
  4. Kim, H. High efficient optical focusing of a zone plate composed of metal/dielectric multilayer / H. Kim, H. Ko, M. Cheng // Optics Express. – 2009. – Vol. 17(5). – P. 3078-3083.
  5. Carretero, L. Near-field electromagnetic analysis of perfect black Fresnel zone plates using radial polarization / L. Carretero, M. Perez-Molina, S. Blaya, P. Acebal, A. Fimia, R. Mardrigal, A. Murciano // Journal of Light­wave Technology. – 2011. – Vol. 29(17). – P. 2585-2591.
  6. Carretero, L. Vectorial diffraction analysis of near-field focusing of perfect black Fresnel zone plates under various polarization states / L. Carretero, M. Perez-Molina, P. Gonzalez, S. Blaya, A. Fimia, R. Mardrigal, A. Murciano // Journal of Lightwave Technology. – 2011. – Vol. 29(6). – P. 822-829.
  7. Zhang, Y. Diffraction theory of high numerical aperture subwavelength circular binary phase Fresnel zone plate / Y. Zhang, H. An, D. Zhang, G. Cui, X. Ruan // Optics Express. – 2014. – Vol. 22(22). – P. 27425-27436.
  8. Zhang, Y. Effect of the shadowing in high-numerical-aper­ture binary phase Fresnel zone plate / Y. Zhang, C. Zheng, Y. Zhuang // Optics Communication. – 2014. – Vol. 317. – P. 88-92.
  9. Стафеев, С.С. Сравнительное моделирование двумя методами острой фокусировки зонной пластинкой / С.С. Стафеев, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35, № 3. – C. 305-310.
  10. Стафеев, С.С. Субволновая фокусировка с помощью зонной пластинки Френеля с фокусным расстоянием 532 нм / С.С. Стафеев, Л. О’Фаолейн, М.И. Шанина, В.В. Котляр, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика. – 2011. – Т. 35, № 4. – С. 460-461.
  11. Stafeev, S.S. Subwavelength focusing of laser light by microoptics / S.S. Stafeev, V.V. Kotlyar, L. O'Faolain // Journal of Modern Optics. – 2013. – Vol. 60, Issue 13. – P. 1050-1059.
  12. Стафеев, С.С. Острая фокусировка смешанного линейно-радиально-поляризованного света бинарной микролинзой / С.С. Стафеев, Л. О'Фаолейн, М.И. Шанина, А.Г. Налимов, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 4. – C. 606-613.
  13. Stafeev, S.S. Tight focus of light using  micropolarizer and microlens / S.S. Stafeev, L. O'Faolain, V.V. Kotlyar, A.G. Nali­mov // Applied Optics. – 2015. – Vol. 54(14). – P. 4388-4394.
  14. Couairon, A. Filamentation and damage in fused silica induced by tightly focused femtosecond laser pulses / A. Cou­airon, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz // Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics. – 2005. – Vol. 71(12). – P. 125435-125441.
  15. Kotlyar, V.V. Analysis of the shape of a subwavelength focal spot for the linearly polarized light / V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, Y. Lin, L. O'Faolain, A.A. Kovalev // Applied Optics. – 2013. – Vol. 52, Issue 3. – P. 330-339.
  16. Vial, A. A new model of dispersion for metals leading to a more accurate modeling of plasmonic structures using the FDTD method / A. Vial, T. Laroche, M. Dridi, L. Le Cunff // Applied Physics A. – 2011. – Vol. 103, Issue 3. – P. 849-853.
  17. Barnard, E.S. Imaging the hidden modes of ultrathin plasmonic strip untennas by cathodoluminescence / E.S. Barnard, T. Coenen, E.J.R. Vesseur, A. Polman, M.L. Brongersma //Nano Letters. – 2011. – Vol. 11. – P. 4265-4269.

© 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