(43-3) 02 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Дифракционные оптические элементы для формирования цилиндрических пучков различных порядков

Дегтярев С.А., Савельев Д.А., Карпеев С.В.

ИСОИ РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН,

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

 PDF, 2369 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-3-347-355

Страницы:347-355.

Аннотация:
В работе предложен метод расчёта фазовой функции субволновых дифракционных оптических элементов на основе дифракционных решёток с варьируемым периодом для формирования векторных пучков с цилиндрической поляризацией произвольного порядка. Получены формулы фазовой функции решётки с учётом вариации периода для повышения эффективности поляризационного преобразования падающего пучка. Полученные поляризационные дифракционные элементы предполагается использовать для повышения помехоустойчивости оптических систем связи.

Ключевые слова:
субволновые структуры, цилиндрические пучки, поляризационные преобразования, метод конечных элементов

Цитирование:
Дегтярев, С.А. Дифракционные оптические элементы для формирования цилиндрических пучков различных порядков / С.А. Дегтярев, Д.А. Савельев, С.В. Карпеев // Компьютерная оптика. – 2019. – Т. 43, № 3. – С. 347-355. – DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-3-347-355.

Литература:
  1. Wang, F. Propagation of partially coherent beam in turbulent atmosphere: a review (invited review) / F. Wang, X. Liu, Y. Cai // Progress In Electromagnetics Research. – 2015. – Vol. 150. – P. 123-143. – DOI: 10.2528/PIER15010802.
  2. Chen, B. Propagation of partially coherent Bessel-Gaussian beams in turbulent atmosphere / B. Chen, Z. Chen, J. Pu // Optics & Laser Technology. – 2008. – Vol. 40, Issue 6. – P. 820-827. – DOI: 10.1016/j.optlastec.2007.11.011.
  3. Soifer, V.A. Vortex beams in turbulent media / V.A. Soifer, О. Korotkova, S.N. Khonina, Е.А. Shchepakina // Computer Optics. – 2016. – Vol. 40(5). – P. 605-624. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-5-605-624.
  4. Wang, J. Data information transfer using complex optical fields: a review and perspective / J. Wang // Chinese Optics Letters. – 2017. – Vol. 15, Issue 3. – 030005. – DOI: 10.3788/COL201715.030005.
  5. Chen, C. Propagation of radial Airy array beams through atmospheric turbulence / C. Chen, H. Yang, M. Kavehrad, Z. Zhou // Optics and Lasers in Engineering. – 2014. – Vol. 52. – P. 106-114. – DOI: 10.1016/j.optlaseng.2013.07.003.
  6. Gbur, G. Vortex beam propagation through atmospheric turbulence and topological charge conservation / G. Gbur, R.K. Tyson // Journal of the Optical Society of America A. – 2008. – Vol. 25, Issue 1. – P. 225-230. – DOI: 10.1364/JOSAA.25.000225.
  7. Millione, G. Using the nonseparability of vector beams to encode information for optical communication / G. Mil-lione, Th.A. Nguyen, J. Leach, D.A. Nolan, R.R. Alfano // Optics Letters. – 2015. – Vol. 40, Issue 21. – P. 4887-4890. – DOI: 10.1364/OL.40.004887.
  8. Khonina, S. Focused, evanescent, hollow, and collimated beams formed by microaxicons with different conical angles / S. Khonina, S. Degtyarev, D. Savelyev, A. Ustinov // Optics Express. – 2017. – Vol. 25, Issue 16. – P. 19052-19064. – DOI: 10.1364/OE.25.019052.
  9. Savelyev, D.A. Investigation of vortex evanescent fields in the near zone of fiber taper and sub-wavelength diffractive axicon / D.A. Savelyev, S.A. Degtyarev // Proceedings of SPIE. – 2018. – Vol. 10774. – 107740J. – DOI: 10.1117/12.2318740.
  10. Khonina, S.N. Analysis of polarisation states at sharp focusing / S.N. Khonina, D.A. Savelyev, N.L. Kazanskiy // Optik. – 2016. – Vol. 127, Issue 6. – P. 3372-3378. – DOI: 10.1016/j.ijleo.2015.12.108.
  11. Hsu, W.-L. Infrared liquid crystal polymer micropolarizer / W.-L. Hsu, K. Balakrishnan, M. Ibn-Elhaj, S. Pau // Applied Optics. – 2014. – Vol. 53, Issue 23. – P. 5252-5858. – DOI: 10.1364/AO.53.005252.
  12. Bomzon, Z.E. Space-variant Pancharatnam–Berry phase optical elements with computer-generated subwavelength gratings / Z.E. Bomzon, G. Biener, V. Kleiner, E. Hasman // Optics Letters. – 2002. – Vol. 40, Issue 21. – P. 1141-1143. – DOI: 10.1364/OL.27.001141.
  13. Niv, A. Propagation-invariant vectorial Bessel beams obtained by use of quantized Pancharatnam–Berry phase optical elements / A. Niv, G. Biener, V. Kleiner, E. Hasman // Optics Letters. – 2004. – Vol. 29, Issue 3. – P. 238-240. – DOI: 10.1364/OL.29.000238.
  14. Maurer, C. Tailoring of arbitrary optical vector beams / C. Maurer, A. Jesacher, S. Fürhapter, S. Bernet, M. Ritsch-Marte // New Journal of Physics. – 2007. – Vol. 9, Issue 78. – P. 1-20. –DOI: 10.1088/1367-2630/9/3/078.
  15. Khonina, S.N. Polarization converter for higher-order laser beams using a single binary diffractive optical element as beam splitter / S.N. Khonina, S.V. Karpeev, S.V. Alferov // Optics Letters. – 2012. – Vol. 37(12). – P. 2385-2387.
  16. Beresna, M. Polarization sensitive elements fabricated by femtosecond laser nanostructuring of glass / M. Beresna, M. Gecevičius, P.G. Kazansky // Optical Materials Express. – 2011. – Vol. 1, Issue 4. – P. 783-795.
  17. Shu, W. Propagation model for vector beams generated by metasurfaces / W. Shu, Y. Liu, Y. Ke, X. Ling, Z. Liu, B. Huang, H. Luo, X. Yin // Optics Express. – 2016. – Vol. 24, Issue 18. – P. 21177-21189. – DOI: 10.1364/OE.24.021177.
  18. Nesterov, A.V. Generation of high-power radially polarized beam / A.V. Nesterov, V.G. Niziev, V.P. Yakunin // Journal of Physics D: Applied Physics. – 1999. – Vol. 32, Issue 22. – P. 2871-2875. – DOI: 10.1088/0022-3727/32/22/307.
  19. Kildishev, A.V. Planar photonics with metasurfaces / A.V. Kildishev, A. Boltasseva, V.M. Shalaev // Science. – 2013. – Vol. 339, Issue 6125. – 1232009. – DOI: 10.1126/science.1232009.
  20. Remnev, M.A. Metasurfaces: a new look at Maxwell's equations and new ways to control light / M.A. Remnev, V.V. Klimov // Physics-Uspekhi. – 2018. – Vol. 61, Issue 2. – P. 157-190. – DOI: 10.3367/UFNe.2017.08.038192.
  21. Levy, U. Engineering space-variant inhomogeneous media for polarization control / U. Levy, C.-H. Tsai, L. Pang, Y. Fainman // Optics Letters. – 2004. – Vol. 29, Issue 15. – P. 1718-1720. – DOI: 10.1364/OL.29.001718.
  22. Stafeev, S.S. Subwavelength gratings for polarization conversion and focusing of laser light / S.S. Stafeev, V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, M.V. Kotlyar, L. O’Faolain // Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications. – 2017. – Vol. 27. – P. 32-41. – DOI: 10.1016/j.photonics.2017.09.001.
  23. Котляр, В.В. Формирование и фокусировка векторного оптического вихря с помощью металинзы / В.В. Котляр, А.Г. Налимов // Компьютерная оптика. – 2017. – Т. 41, № 5. – С. 645-654. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-645-654.
  24. Lalanne, P. On the effective medium theory of subwave-length periodic structures / P. Lalanne, D. Lemercier-Lalanne // Journal of Modern Optics. – 1996. – Vol. 43. – P. 2063-2085. – DOI: 10.1080/09500349608232871

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20