Влияние погрешностей изготовления секторной металинзы на результаты фокусировки
Стафеев С.С., Налимов А.Г., О’Фаолейн Л., Котляр М.В.

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, 443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, д. 34,

ИСОИ РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, 443001, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 151,

Технологический институт г. Корка, г. Корк, Ирландия

Аннотация:
В статье показано, что 16-секторная металинза, преобразующая линейно-поляризованный свет в азимутально-поляризованный вихрь, при освещении её светом с линейной поляризацией формирует субволновое фокусное пятно с размерами по полуспаду интенсивности вдоль обеих осей, равными 0,75 от длины волны фокусируемого света. Было показано, что результаты фокусировки металинзой чувствительны к отклонению фактического рельефа от расчётного. В частности, изменение высоты рельефа приводит к отсутствию обратного потока энергии в фокусном пятне при освещении металинзы светом с круговой поляризацией.

Ключевые слова:
металинза, метаповерхность, субволновая фокусировка, FDTD-метод, сканирующий ближнепольный микроскоп, обратный поток энергии.

Цитирование:
Стафеев, С.С.
Влияние погрешностей изготовления секторной металинзы на результаты фокусировки / С.С. Стафеев, А.Г. Налимов, Л. О’Фаолейн, М.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2018. – Т. 42, № 6. – С. 970-976. – DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-6-970-976.

Литература:

  1. Yu, N. Flat optics with designer metasurfaces / N. Yu, F. Capasso // Nature Materials. – 2014. – Vol. 13, Issue 2. – P. 139-150. – DOI: 10.1038/nmat3839.
  2. Lan, L. Three dimensional subwavelength focus by a near-field plate lens / L. Lan, W. Jiang, Y. Ma // Applied Physics Letters. – 2013. – Vol. 102, Issue 23. – 231119. – DOI: 10.1063/1.4810004.
  3. Verslegers, L. Planar lenses based on nanoscale slit arrays in a metallic film / L. Verslegers, P.B. Catrysse, Z. Yu, J.S. White, E.S. Barnard, M.L. Brongersma, S. Fan // Nano Letters. – 2009. – Vol. 9, Issue 1. – P. 235-238. – DOI: 10.1021/nl802830y.
  4. Aieta, F. Aberration-free ultrathin flat lenses and axicons at telecom wavelengths based on plasmonic metasurfaces / F. Aieta, P. Genevet, M.A. Kats, N. Yu, R. Blanchard, Z. Gaburro, F. Capasso // Nano Letters. – 2012. – Vol. 12, Issue 9. – P. 4932-4936. – DOI: 10.1021/nl302516v.
  5. Arbabi, A. Subwavelength-thick lenses with high numerical apertures and large efficiency based on high-contrast transmitarrays / A. Arbabi, Y. Horie, A.J. Ball, M. Bagheri, A. Faraon // Nature Communications. – 2015. – Vol. 6. – 7069. – DOI: 10.1038/ncomms8069.
  6. Arbabi, A. Dielectric metasurfaces for complete control of phase and polarization with subwavelength spatial resolution and high transmission / A. Arbabi, Y. Horie, M. Bagheri, A. Faraon // Nature Nanotechnology. – 2015. – Vol. 10, Issue 11. – P. 937-943. – DOI: 10.1038/nnano.2015.186.
  7. Ni, X. Ultra-thin, planar, Babinet-inverted plasmonic metalenses / X. Ni, S. Ishii, A.V. Kildishev, V.M. Shalaev // Light: Science & Applications. – 2013. – Vol. 2, Issue 4. – e72. – DOI: 10.1038/lsa.2013.28.
  8. West, P.R. All-dielectric subwavelength metasurface focusing lens / P.R. West, J.L. Stewart, A.V. Kildishev, V.M. Shalaev, V.V. Shkunov, F. Strohkendl, Y.A. Zakharenkov, R.K. Dodds, R. Byren // Optics Express. – 2014. – Vol. 22, Issue 21. – P. 26212-26221. – DOI: 10.1364/OE.22.026212.
  9. Lin, D. Dielectric gradient metasurface optical elements / D. Lin, P. Fan, E. Hasman, M.L. Brongersma // Science. – 2014. – Vol. 345, Issue 6194. – P. 298-302. – DOI: 10.1126/science.1253213.
  10. 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.
  11. 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, Issue 14. – P. 4388-4394. – DOI: 10.1364/AO.54.004388.
  12. Kotlyar, V.V. Thin high numerical aperture metalens / V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, S.S. Stafeev, C. Hu, L. O’Faolain, M.V. Kotlyar, D. Gibson, S. Song // Optics Express. – 2017. – Vol. 25, Issue 7. – P. 8158-8167. – DOI: 10.1364/OE.25.008158.
  13. Nalimov, A.G. Design of a sector-variant high-numerical-aperture micrometalens / A.G. Nalimov, V.V. Kotlyar // Optik. – 2018. – Vol. 159. – P. 9-13. – DOI: 10.1016/j.ijleo.2018.01.046.
  14. 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.

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