Поступила в редакцию 26.10.2017 г. Предложена широкоапертурная асферическая линза для фокусировки пучка терагерцового (ТГц) электромагнитного излучения в кружок субволнового размера. Расчет линзы и оценка размера формируемой ей каустики осуществлялись с помощью вычислительных методов геометрической оптики и электродинамики. Линза изготовлена из полиэтилена высокой плотности с помощью токарного станка. Для экспериментальной оценки пространственного разрешения, обеспечиваемого линзой, создана ТГц изображающая система, основанная на растровом сканировании поверхности объекта. Изображающая система в сочетании с широкоапертурной ТГц оптикой применялась для регистрации изображений шпальных мир с различными пространственными частотами. Анализ экспериментальных данных показал, что асферическая линза позволяет разрешать два объекта, разнесенные на расстояние 0.95λ, обеспечивая контраст в 15%. Предложенная ТГц оптика превосходит классические ТГц сферические линзы и внеосевые параболические зеркала, существенно расширяя возможности методов ТГц спектроскопии и имиджинга.
The development of terahertz (THz) imaging methods is hampered by the low spatial resolution of traditional diffraction-limited imaging systems, mainly due to the large wavelength of used radiation (from a few of mm to tens of µm). To solve this problem, we have proposed a new method of THz endoscopy with subwavelength spatial resolution, which is designed to study hard-to-reach areas of living organisms in vivo. A hollow-core sapphire tube with polytetrafluoroethylene outer coating is used as a waveguide, in which the antiresonant principle of radiation transmission is implemented. The waveguide and the immersion lens are optimized to provide high optical characteristics in a given wavelength range to ensure the best focusing. Two immersion lenses made of sapphire and silicon were developed and fabricated, which were then mounted on plane-parallel windows fixed on the rear end of the waveguide. The study of the field intensity distribution on the shadow side of the “waveguide–lens” system revealed a focal spot diameter of ≃0.2λ in the case of a lens made of sapphire and ≃0.3λ in the case of a lens made of crystal silicon at a wavelength λ = 500 µm, which significantly exceeds the Abbe diffraction limit. This agrees with our numerical predictions and demonstrates the promise of using the proposed endoscope for measurements with subwavelength resolution.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.