Поляризационные и фокусирующие свойства отражающей бинарной линзы френеля
Стафеев С.С., Котляр В.В.

Аннотация:
Экспериментально исследовано влияние на фокусирующие свойства серебряной бинарной микролинзы Френеля (БЛФ) распределения поляризации отражённого пучка при падении на БЛФ линейно-поляризованного лазерного света. Данная линза диаметром 200 мкм изготовлена по современной мембранной технологии, предназначена для рентгеновского излучения и имеет крайнюю зону размером 287 нм. Исследование фокусирующих свойств рентгеновской линзы в видимом диапазоне проводится впервые. Показано, что в отражённом свете появляется составляющая поляризации, перпендикулярная направлению поляризации падающего света. Это приводит к перераспределению интенсивности между фокусами на оптической оси. Причём для разных длин волн поляризационная структура отражённого света разная, и поэтому появляются фокусы разных порядков на разном расстоянии от линзы: для длины волны 405 нм фокусы нулевого и пятого порядков (= 330 мкм, f5 = 30 мкм), для длины волны 445 нм фокусы нулевого и третьего порядков (= 250 мкм, f3 = 40 мкм), для длины волны 663 нм только фокус нулевого порядка (= 105 мкм).

Ключевые слова :
отражающая бинарная линза Френеля, фокусы разных порядков, поворот плоскости поляризации.

Литература:

  1. Методы компьютерной оптики / А.В. Волков, Д.Л. Головаш­кин, Л.Д. Досколович, Н.Л. Казанский, В.В. Котляр, В.С. Па­вельев, Р.В. Скиданов, В.А. Сойфер, В.С. Соловьев, Г.В. Ус­пленьев, С.И. Харитонов, С.Н. Хонина; под ред. В.А. Сой­фера. – Изд. 2-е, испр. – М.: Физматлит, 2003. – 688 с.
  2. Shiono, T. Reflection micro-Fresnel lenses and their use in an integrated focus sensor / T. Shiono, M. Kitagawa, K. Setsune, T. Mitsuyu // Applied Optics. – 1989. – Vol. 28(15). – P. 3434-3442.
  3. Shiono, T. Blazed reflection micro-Fresnel lenses fabricated by electron-beam writing and dry development / T. Shiono, K. Setsune // Optics Letters. – 1990. – Vol. 15(1). – P. 84-86.
  4. Cheng, K.-T. Electrically switchable and optically rewritable reflective Fresnel zone plate in dye-doped cholesteric liquid crystals / K.-T. Cheng, C.-K. Liu, C.-L. Ting, A.Y.G. Fuh // Optics Express. – 2007. – Vol. 15(21). – P. 14078-14085.
  5. Lu, F. Planar high-numerical-aperture low-loss focusing reflectors and lenses using subwavelength high contrast gratings / F. Lu, F.G. Sedgwick, V. Karagodsky, C. Chase, C.J. Chang-Hasnain // Optics Express. – 2010. – Vol. 18(12). – P. 12606-12614.
  6. Feng, Y. Nanofabrication of high aspect ratio 24 nm x-ray zone plates for x-ray imaging applications / Y. Feng, M. Feser, A. Lyon, S. Rishton, X. Zeng, S. Chen, S. Sassolini, W. Yun // Journal of Vacuum Science & Technology B. – 2007. – Vol. 25(6). – P. 2004-2007.
  7. Hofsten, O. Sub-25-nm laboratory x-ray microscopy using a compound Fresnel zone plate / O. von Hofsten, M. Bertilson, J. Reinspach, A. Holmberg, H.M. Hertz, U. Vogt // Optics Letters. – 2009. – Vol. 34(17). – P. 2631-2633.
  8. Котляр, В.В. Зонная пластинка на мембране для жёсткого рентгеновского излучения / В.В. Котляр, А.Г. Налимов, М.И. Шанина, В.А. Сойфер, Л. О'Фаолeйн // Ком­пьютерная Оптика. – 2011. – Т. 35, № 1. – C. 36-41.
  9. Котляр, В.В. Исследование фокусирующих свойств зонной пластинки для жёсткого рентгеновского излучения / В.В. Котляр, А.Г. Налимов, М.И. Шанина, В.А. Сой­фер, Л. О'Фаолайн, Е.В. Минеев, И.В. Якимчук, В.Е. Асад­чиков // Компьютерная Оптика. – 2012. – Т. 36, № 1. – С. 65-71.
  10. Kotlyar, V.V. Design of diffractive optical elements modulating polarization / V.V. Kotlyar, O.K. Zalyalov // Optik. – 1992. – Vol. 103(3). – P. 125-130.
  11. Налимов, А.Г. Отражающий четырёхзонный субволновый элемент микрооптики для преобразования линейной поляризации в радиальную / А.Г. Налимов, Л. О'Фаолейн, С.С. Стафеев, М.И. Шанина, В.В. Котляр // Компьютерная Оптика. – 2014. – Т. 38, № 2. – С. 229-236.
  12. Bomzon, Z. Pancharatnam-Berry phase in space-variant polarization-state manipulations with subwavelength gratings / Z. Bomzon, V. Kleiner, E. Hasman // Optics Letters. – 2001. – Vol. 26(18). – P. 1424-1426.
  13. Ghadyani, Z. Concentric ring metal grating for generating radially polarized light / Z. Ghadyani, I. Vartiainen, I. Harder, W. Iff, A. Berger, N. Lindlein, M. Kuittinen // Applied Optics. – 2011. – Vol. 50(16). – P. 2451-2457.
  14. Dorn, R. Sharper focus for a radially polarized light beam / R. Dorn, S. Quabis, G. Leuchs // Physical Review Letters. – 2003. – Vol. 91(23). – P. 233901.

© 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