Том 35, номер 08, статья № 12

Аннотация:

Представлены результаты численного моделирования фокусировки оптического излучения на зонных пластинках (ЗП) Френеля мезоволнового размера, имеющих двуслойный профиль фазовых выступов. Показано, что размерные параметры и интенсивность пятна фокусировки чувствительны к типу конструктивного дизайна ЗП. Путем изменения высоты ступеней, а также соотношения между размером граней пластины удается значительно улучшить характеристики поля в области фокуса за счет сглаживания профиля фазы волны, формируемого отдельными слоями. Проведено сравнение со случаем традиционной бинарной ЗП.

Ключевые слова:

ближнепольная фокусировка света, зонная пластинка Френеля, мезоволновой рассеиватель, дифракционный предел

Список литературы:

1. Chen W.T., Zhu A.Y., Capasso F. Flat optics with dispersion-engineered metasurfaces // Nat. Rev. Mater. 2020. V. 5. P. 604–620. DOI: 10.1038/s41578-020-0203-3.
2. Lim C.S., Hong M.H., Lin Y., Xie Q., Luk’yanchuk B.S., Kumar A.S., Rahman M. Microlens array fabrication by laser interference lithography for super-resolution surface nanopatterning // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. P. 191125. DOI: 10.1063/1.2374809.
3. Wu J., Cui X., Lee L.M., Yang C. The application of Fresnel zone plate based projection in optofluidic microscopy // Opt. Express. 2008. V. 16. P. 15595–15602.
4. Фишман А.И. Фазовые оптические элементы – киноформы // Соросовский обр. журн. 1999. № 12. C. 76–83.
5. Di Fabrizio E., Romanato F., Gentili M., Cabrini S., Kaulich B., Susini J., Barrett R. High-efficiency multilevel zone plates for keV X-rays // Nature. 1999. V. 401. P. 895–898. DOI: 10.1038/44791.
6. Niu L.-G., Wang D., Jiang T., Wu S.-Z., Li A.-W., Song J.-F. High fill-factor multilevel Fresnel zone plate arrays by femtosecond laser direct writing // Opt. Commun. 2011. V. 284, iss. 3. P. 777–781. DOI: 10.1016/j.optcom.2010.09.066.
7. Котляр В.В., Налимов А.Г., Шанина М.И., Сойфер В.А., О'Фаолайн Л. Зонная пластинка на мембране для жесткого рентгеновского излучения // Компьютерная оптика. 2011. Т. 35, № 1. C. 36–41.
8. Chen W.T., Zhu A.Y., Capasso F. Flat optics with dispersion-engineered metasurfaces // Nat. Rev. Mater. 2020. V. 5. P. 604–620. DOI: 10.1038/s41578-020-0203-3.
9. Xie W., Yang J., Chen D., Huang J., Jiang X., He J. On-chip multiwavelength achromatic thin flat lens // Opt. Commun. 2021. V. 484. 126645. DOI: 10.1016/j.optcom.2020.126645.
10. Kotlyar V.V., Stafeev S.S., Nalimov A.G., Kotlyar M.V., O’Faolain L., Kozlova E.S. Tight focusing of laser light using a chromium Fresnel zone plate // Opt. Express. 2017. V. 25. P. 19662–19671. DOI: 10.1364/OE.25.019662.
11. Geints Y.E., Minin O.V., Panina E.K., Minin I.V. Controlling near-field focusing of a mesoscale binary phase plate in an optical radiation field with circular polarization // Comp. Opt. 2021. V. 45, N 4. P. 512–519. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-878.
12. Geints Yu.E., Panina E.K., Minin I.V., Minin O.V. Study of focusing parameters of wavelength-scale binary phase Fresnel zone plate // J. Opt. 2021. V. 23, N 6. 065101 (9 pp). DOI: 10.1088/2040-8986/abf891.
13. Гейнц Ю.Э., Панина Е.К., Минин О.В., Минин И.В. Фокусировка света бинарной зонной пластинкой Френеля c различными конструктивными особенностями // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 7. С. 507–514; Geints Yu.E., Panina E.K., Minin I.V., Minin O.V. Light focusing by a binary Fresnel zone plate with various design features // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 6. P. 724–731.
14. Taflove A., Hagness S. Computational electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain method. Boston: Arthech House Pub, 2000. 852 p.
15. Zhang Y., An H., Zhang D., Cui G., Ruan X. Diffraction theory of high numerical aperture subwavelength circular binary phase Fresnel zone plate // Opt. Express. 2014. V. 22. P. 27425–27436.
16. Minin I.V., Minin O.V., Gagnon N., Petosa A. Investigation of the resolution of phase correcting Fresnel lenses with small values of F/D and subwavelength focus // Comp. Opt. 2006. V. 30. P. 65–68.