АннотацияЭкспериментально показано, что микроступеньки с квадратным сечением на кварцевой подложке со стороной квадрата 0,4 мкм; 0,5 мкм; 0,6 мкм и 0,8 мкм и высотой 500 нм при ос-вещении со стороны подложки линейно поляризованным лазерным светом с длиной волны λ = 633 нм формируют вблизи своей поверхности области повышенной интенсивности (фо-тонные струи), превышающие интенсивность падающего света почти в 6 раз и имеющие в се-чении диаметры по полуспаду интенсивности 0,44λ; 0,43λ; 0,39λ и 0,47λ, которые меньше ди-фракционного предела 0,51λ. Причём когда сторона квадрата ступеньки меньше длины волны, фокус находится внутри ступеньки, а когда сторона квадрата больше длины волны, фокус -снаружи ступеньки, и это похоже на оптическую свечу. Формировать фотонную струю с по-мощью фиксированной ступеньки на подложке удобнее, чем с помощью микросферы, кото-рую нужно как-то удерживать. Кроме того, все на сегодня экспериментально зарегистриро-ванные фокусные пятна для диэлектрических микросфер больше дифракционного предела.Ключевые слова: фотонная струя, микроступенька, FDTD-метод, сканирующая ближне-польная оптическая микроскопия (СБОМ). ВведениеФокусировка света в субволновую область является актуальной задачей нанофотоники. Примером решения такой задачи является фокусировка света с помощью диэлектрической микросферы (микрошара). Самой первой работой по субволновой фокусировке света микросферами является работа [1]. В [1] микросферы из кварца диаметром 0,5 мкм, освещаемые эксимер-ным KrF лазером с длиной волны 248 нм, фокусирова-ли свет на кремниевую подложку и выплавляли в ней холмики шириной 100 нм. В [2] был предложен сход-ный механизм формирования микрорельефа: микро-сфера диаметром 1 мкм захватывалась в оптическую ловушку Бесселевым пучком с длиной волны 532 нм, перемещалась в нужную точку, затем, освещаемая им-пульсным лазерным излучением с длиной волны 355 нм, прожигала в подложке ямку и перемещалась далее в следующую точку. В работе [3] были проведе-ны теоретические исследования фокусировки света микросферами. В частности, было показано, что мик-росфера с диаметром 1 мкм (показатель преломления n = 1,59), освещаемая плоской волной с длиной λ = 400 нм, формирует фокусное пятно с диаметром в плоскости, перпендикулярной направлению поляриза-ции, равным full width at half maximum (FWHM) = 0,325λ. В [3] фокусные области, формируе-мые микросферами, названы фотонными наноструями. Прямое экспериментальное наблюдение фотонной на-ноструи было осуществлено в работе [4], где латекс-ные микросферы диаметром 1 мкм, 3 мкм и 5 мкм, ос-вещённые плоской волной с длиной 520 нм, формиро-вали фокусы с диаметрами 0,62λ; 0,52λ и 0,58λ. Т.е. полученные экспериментально фотонное струи имели хоть и субволновый диаметр, но не демонстрировали преодоления дифракционного предела. Другая харак-теристика фотонной наноструи -её длина (глубина фокусировки) исследовалась в [5, 6]. В [5] численно показано, что увеличить длину фотонной наноструи можно используя градиентную микросферу, в которой показатель преломления меняется линейно от 1,43 до 1,5...
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.