Academic Journal
Нанофокусировка с помощью заострённых структур
| Τίτλος: | Нанофокусировка с помощью заострённых структур |
|---|---|
| Πηγή: | Компьютерная оптика. |
| Στοιχεία εκδότη: | Институт систем обработки изображений РАН – филиал Федерального государственного учреждения «Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук», 2014. |
| Έτος έκδοσης: | 2014 |
| Θεματικοί όροι: | МИКРООПТИКА, СУБВОЛНОВЫЕ СТРУКТУРЫ, СИНГУЛЯРНАЯ ОПТИКА, НАНОФОКУСИРОВКА, ЭФФЕКТ ГРОМООТВОДА, МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, 'LIGHTING-ROD' EFFECT |
| Περιγραφή: | В работе показана возможность нанофокусировки в ближнем поле не только с помощью металлических, но также и диэлектрических структур с резкими краями. Исходя из векторных интегралов Рэлея-Зоммерфельда, показан эффект экстраординарного усиления продольной компоненты электромагнитного поля вблизи разрывов функции падающего поля, связанных с резкими скачками в рельефе оптического элемента. Методом конечных элементов выполнено моделирование дифракции электромагнитного излучения на остриях металлических структур, а также диэлектрических структур, имеющих высокий показатель преломления. Показано, что получаемый размер фокусного пятна по полуспаду интенсивности FWHM (full width at a half maximum) почти прямо пропорционально зависит от радиуса кривизны острия структуры. Для острой фокусировки предложена оптическая схема, состоящая из накопителя, собирающего и направляющего излучение на нанофокусатор. В качестве накопителя предлагается использовать рефракционный аксикон, собирающий излучение на свою вершину, где располагается нанофокусатор алюминиевая или кремниевая наносфера. При этом необходимо освещать аксикон пучком с вихревой фазовой зависимостью первого порядка или радиально-поляризованным пучком. Предложенная схема способна обеспечить локализацию излучения в световом пятне размером FWHM = l/400. We show that the near-field nanofocusing of the electromagnetic field is possible to implement not only by means of metallic but also dielectric structures with sharp edges. The effect of the extraordinary enhancement of the longitudinal electric field component near the sharp edges of an optical element microrelief is shown using vector Rayleigh-Sommerfeld integrals. A finite element method is used for modeling the diffraction of the electromagnetic radiation by the edges of high-refractive-index metal and dielectric structures. It is shown that the focal spot size (full width at half-maximum) depends on the radius of curvature of the sharp tip. An optical scheme for sharp focusing, which consists of a concentrator collecting and directing the radiation onto a nanofocuser, is offered. A refractive axicon is suggested as the concentrator that directs the radiation on its vertex where an aluminium or silicon nanosphere is located (a nanofocuser). Illumination of this focuser by an optical vortex beam provides the nanofocusing with high diffraction efficiency. It is necessary to illuminate an axicon by a vortex beam of the first order or by a radially polarized beam. The scheme proposed is able to confine the radiation within a light spot of size l/400 at the half maximum of the intensity. |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | text/html |
| Γλώσσα: | Russian |
| ISSN: | 2412-6179 0134-2452 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://cyberleninka.ru/article/n/nanofokusirovka-s-pomoschyu-zaostryonnyh-struktur http://cyberleninka.ru/article_covers/15765323.png |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.od......2806..773c5e520a76e7a6e570844c6447568c |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| ISSN: | 24126179 01342452 |
|---|