A three dimensional dark focal spot uniformly surrounded by light

Bokor, Nándor; Davidson, Nir

doi:10.1016/j.optcom.2007.07.014

Cited by 103 publications

(53 citation statements)

References 33 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Сде-лаем замену переменных: В выражении (17) разложим квадратный корень в ряд Тейлора. При этом нулевое слагаемое ряда со-ответствует G(z) из (15).…”

Section: аналитическая оценка продольных распределенийunclassified

See 1 more Smart Citation

Analysis of the axial distribution of a tightly focused beam with different polarizations

Хонина¹,

Ustinov²

2013

Computer Optics

View full text Add to dashboard Cite

Анализ осевого распределения при острой фокусировке для различных поляризаций… Хонина С.Н., Устинов А.В.Компьютерная оптика, 2013, том 37, №1 59 АНАЛИЗ ОСЕВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИ ОСТРОЙ ФОКУСИРОВКЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ПОЛЯРИЗАЦИЙ ОСВЕЩАЮЩЕГО ПУЧКА Хонина С.Н., Устинов А.В. Институт систем обработки изображений РАНАннотация В работе проведён анализ осевого распределения остросфокусированного лазерного пучка, представляющего собой суперпозицию вихревых фазовых функций, при различных поляризациях. Получено аналитическое решение для каждой из компонент электрического поля при ограничении падающего пучка кольцевой апертурой произвольной ширины. Так-же получены приближённые аналитические оценки для осевого распределения в элемен-тарных функциях, позволяющие легко анализировать характер интенсивности вдоль опти-ческой оси. Численно исследовано влияние весовых соотношений суперпозиции вихревых фазовых функций в падающем пучке и типа поляризации на соотношение вклада различных компонент электрического поля в фокальную область на оптической оси.Ключевые слова: острая фокусировка, вихревые фазовые функции, распределение вдоль оптической оси. ВведениеВозможность управления продольным распреде-лением является одной из составляющих решения задачи трёхмерного формирования светового излу-чения. Такая возможность особенно востребована в приложениях, где важно объёмное фокальное рас-пределение -оптический захват и манипулирова-ние, конфокальная и многофотонная микроскопия, оптическая литография, оптическое хранение дан-ных, голография, прямая лазерная запись.Известно, что использование узкой кольцевой диафрагмы, позволяющей уменьшить размер фо-кального пятна в поперечном направлении для из-лучения с радиальной поляризацией [1,2], приводит к удлинению фокального пятна в продольном на-правлении. Таким образом, формируется тонкая световая игла [3]. Аналогичный результат, но при меньших потерях энергии, можно получить для пол-ной апертуры за счёт использования дополнительных фазовых бинарных оптических элементов [4 -6]. В случае азимутальной поляризации будет формиро-ваться тонкая световая трубка [7,8].Однако часто необходимо также уменьшение размера фокального пятна вдоль оптической оси. Для этого используются различные методы, в том числе интерференция встречных пучков -так назы-ваемая 4pi-система [9,10]. В работах [11,12] был рассмотрен расчёт фазовых оптических элементов для достижения сверхразрешения в 4pi-системе в поперечном или продольном направлении. В работе [12] рассмотрен только случай линейной поляриза-ции. Причём получены лишь приближённые анали-тические оценки.Также для линейной поляризации была решена обратная задача формирования осевого распределе-ния на основе разложения ядра интегрального опе-ратора по полиномам Гегенбауэра [13,14].Для цилиндрических пучков с азимутальной и ра-диальной поляризацией также были разработаны ме-тоды формирования заданного объёмного распреде-ления [15 -22], в том числе оптические «бутылки», полые световые сферы, цепочки и массивы фокаль-ных пятен. Причём, учитывая сложность юстировки в 4pi-сис...

show abstract

Section: аналитическая оценка продольных распределенийunclassified

“…Причём, учитывая сложность юстировки в 4pi-системе, рассматривался и расчёт фильтров для одной линзы [15,17,18]. Как правило, эти методы являются численными и часто итерационными.…”

Section: Introductionunclassified

Analysis of the axial distribution of a tightly focused beam with different polarizations

Хонина¹,

Ustinov²

2013

Computer Optics

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Along the last decade, different techniques were proposed to generate beams with cylindrical hollow axial structure (so-called optical bottles) [16][17][18]. Here we consider the collinear superposition of two optical funnels with a controlled focusing for each one then allowing generation a beam with pod-like structure.…”

Section: Beam Design For the Optical Trapmentioning

confidence: 99%

Microparticle movements in optical funnels and pods

Rodrigo¹,

Caravaca-Aguirre

Alieva

et al. 2011

Opt. Express

View full text Add to dashboard Cite

Three-dimensional microparticle movements induced by laser beams with a funnel-and tubular pod-like structure, in the neighbourhood of the focal plane of an optical trapping setup, are experimentally studied. The funnel and pod beams constructed as coherent superpositions of helical Laguerre-Gaussian modes are synthesized by a computer generated hologram using a phase-only spatial light modulator. Particle tracking is achieved by in-line holography method which allows an accurate position measurement. It is experimentally demonstrated that the trapped particle follows different trajectories depending on the orbital angular momentum density of the beam. In particular applying the proposed pod beam the particle rotates in opposite directions during its movement in the optical trap. Possible applications of these single-beam traps for volumetric optical particle manipulation are discussed.

show abstract

“…More flexible methods are reported in the Refs. [16,17], where, by modulating the polarized state of the beam, a uniform optical cage is formed in the focus.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Three dimensional optical cage formed by TEM01 mode radially polarized Laguerre-Gaussian beam

Guo

Weng

Dong

et al. 2011

J Opt

View full text Add to dashboard Cite

Based on the vector diffraction theory, the focusing intensity distribution of TEM 01 mode radially polarized Laguerre-Gaussian beams in the focal region is investigated theoretically. By setting the parameters of the complex pupil filter at the pupil plane purposely, a single three-dimensional (3D) optical cage with symmetrical intensity along the z and x axes and the contrast ratio of 0.5 is obtained. Moreover, by optimizing the parameters of pupil filter, multi-three-dimensional optical cages with more excellent quality, such as the contrast ratio of the central optical cage reaching into 0.85, are achieved. In addition, the explanations of how the complex pupil filter affects the focal intensity are also given.

show abstract

A three dimensional dark focal spot uniformly surrounded by light

Cited by 103 publications

References 33 publications

Analysis of the axial distribution of a tightly focused beam with different polarizations

Analysis of the axial distribution of a tightly focused beam with different polarizations

Microparticle movements in optical funnels and pods

Three dimensional optical cage formed by TEM01 mode radially polarized Laguerre-Gaussian beam

Contact Info

Product

Resources

About