Оптический осциллятор
Оптическое сверхколебание без боковых волн
Optical superoscillation without side waves
Пара
лунных апертур с острыми краями позволяет генерировать дифракционное
фокусирующее световое пятно размером в пределах оптической дифракции,
устраняя при этом боковые волны вдоль симметричного разреза.
Предоставлено: Янвэнь Ху.
Апертура с острыми краями - многообещающее решение для устранения боковых лепестков от сверхколебательных волн.
Оптическое сверхколебание относится к волновому пакету, который может локально колебаться с частотой, превышающей его наивысший компонент Фурье. Это интригующее явление позволяет создавать чрезвычайно локализованные волны, которые могут преодолевать оптический дифракционный барьер. Действительно, суперколебания оказались эффективным методом преодоления дифракционного барьера при построении оптических изображений со сверхвысоким разрешением. Проблема в том, что сильные боковые лепестки сопровождают основные лепестки сверхколебательных волн, что ограничивает поле зрения и затрудняет применение.
Также существует компромисс между главными лепестками и боковыми лепестками суперколебательных волновых пакетов: уменьшение размера суперколебательных элементов главного лепестка происходит за счет увеличения боковых лепестков. Это происходит главным образом потому, что сверхколебания - это локальное явление, но общая ширина волнового пакета превышает оптический дифракционный предел.
Точная инженерия интерференции дифрагированных световых полей, излучаемых сложными наноструктурами, может создавать структурные маски, обеспечивающие значительные оптические сверхколебания. Но структурные маски требуют оптимизации и сложного изготовления, а результирующее световое поле по-прежнему ограничено боковыми лепестками высокой интенсивности. Создание сверхколебательных волн с заметными размерами элементов при сохранении большего поля зрения до сих пор оставалось сложной задачей.
Как сообщается в Advanced Photonics , исследователи из Университета Цзинань, Гуанчжоу, Китай, недавно разработали способ устранения, в некоторой степени, компромиссов, связанных с сверхколебательными волновыми пакетами. Они экспериментально и теоретически демонстрируют генерацию сверхколебательных световых пятен без боковых лепестков.
Центральный микродиск с цилиндрической дифракцией дает сверхколебательное световое пятно размером в пределах оптической дифракции. Пара диафрагм с острыми краями обеспечивает конструктивную интерференцию волн высокой пространственной частоты. Эта интерференция эффективно устраняет боковые лепестки вдоль симметричного разреза, который можно регулировать в поперечной плоскости, вращая луноподобные отверстия.
По словам Янвен Ху, докторанта, работающего под руководством Чжэньцян Чена на факультете оптоэлектронной техники в Цзинаньском университете, «благодаря своей простой конструкции, основанной на ясной физике, диафрагма с острыми краями является многообещающим кандидатом для реализации сверхколебательного режима. волны ».
Далее Ху объясняет, что цилиндрическая дифракция на центральном микродиске создает сверхколебательные волны бесселевской формы. Эти формы позволяют тонким структурам сверхколебательных волн, распространяющихся в свободном пространстве, проходить гораздо дальше, чем исчезающие световые волны. По словам Ху, этот интригующий эффект распространения суперколебаний обещает потенциальное применение в манипуляциях с наночастицами, а также в визуализации сверхвысокого разрешения.
###
Прочтите статью в открытом доступе Янвена Ху и др. « Оптические сверхколебательные волны без боковых лепестков вдоль симметричного разреза », Adv. Фотоника 3 (4), 045002 (2021), DOI 10.1117 / 1.AP.3.4.045002 .
https://www.innovations-report.com/physics-and-astronomy/optical-superoscillation-without-side-waves/
Комментарии
Отправить комментарий