Формирование и распространение игольчатых световых пучков

С помощью аналитических и численных методов исследуется поле, формируемое оптической схемой из двух аксиконов с малым различием углов конусности. Найдена область формирования этой схемой бесселева пучка (БП) с широким центральным максимумом. Предложен метод получения игольчатых пучков, характеризуемых большим диаметром, на основе диафрагмирования указанных БП по первому минимуму распределения интенсивности. Показано, что эти пучки в сравнении с ограниченными гауссовыми той же мощности обладают подавленной дифракционной расходимостью. Проведено сравнение мощностей игольчатого P_NB и ограниченного гауссова P_G пучков, падающих на приемную апертуру, при различных ее размерах и расположениях z. Показано, что с увеличением z отношение P_NB/P_G возрастает. Установлено, что диафрагмирование БП по второму или третьему минимуму позволяет формировать световые пучки, дифракционная расходимость которых меньше, чем в случае игольчатых пучков. Показана перспективность использования пучков, полученных при диафрагмировании БП с широким центральным максимумом по второму минимуму распределения интенсивности, для зондирования удаленных на расстояние до десятков метров объектов. 

1. K. Shimoda. J. Phys. Soc. Japan, 60 (1991) 450—454

2. А. М. Бельский. Вестн. БГУ, № 2 (1995) 8—10 [A. M. Bel’sky. Bull. BSU, N 2 (1995) 8–10]

3. R. Grunwald. Thin-Film Microoptics — New Frontiers of Spatio-Temporal Beam Shaping, Amsterdam, Elsevier (2007)

4. R. Grunwald, M. Bock. Adv. Phys. X, 5 (2020) 1736950

5. J. Yang, L. Gong, Y. Shen, L. V. Wang. Appl. Phys. Lett., 113 (2018) 181104

6. T. Grosjean, D. Courjan, D. V. Labeke. J. Microscopy, 210 (2003) 319—323

7. Y. Chen, A. Glaser, J. T. Liu. J. Biophoton., 10 (2016) 68—74

8. M. Rioux, R. Tremblay, P. A. Bélanger. Appl. Opt., 17 (1978) 1532—1536

9. M. Duocastella, C. B. Arnold. Laser Phot. Rev., 6 (2012) 607—621

10. R. Meyer, L. Froehly, R. Giust, J. Del Hoyo, L. Furfaro, C. Billet, F. Courvoisier. Appl. Phys. Lett., 114 (2019) 201105

11. G. Fuxi, W. Yang. Data Storage at the Nanoscale, Boca Raton, CRC Press, Taylor & Francis (2015) 26—28

12. H. Little, C. T. A. Brown, V. Garcés-Chávez, W. Sibbett, K. Dholakia. Opt. Express, 12 (2004) 2560—2563

13. D. Stevenson, B. Agate, X. Tsampoula, P. Fischer, C. T. A. Brown, W. Sibbett, A. Riches, F. Gunn-Moore, K. Dholakia. Opt. Express, 14 (2006) 7125—7133

14. E. Yew, C. Sheppard. Opt. Express, 14 (2006) 1167—1174

15. Y. Li, Q. Zhang, W. Hong. Opt. Express, 20 (2012) 15427—15439

16. М. В. Федорюк. Журн. вычислит. математики и матем. физики, 2, № 1 (1962) 145—150 [M. V. Fedoryuk. Zhurnal Vychislitel'noi Matematiki i Matematicheskoi Fiziki, 2, N 1 (1962) 145—150]

17. M. K. Al-Muhanna, S. N. Kurilkina, V. N. Belyi, N. S. Kazak. J. Optics, 13 (2011) 105703

18. С. Д. Алгазин. Изв. Тульского гос. ун-та. Естеств. науки, № 1 (2013) 132—141 [S. D. Algazin. Izvestiya Tula State University, N 1 (2013) 132—141]