位相空間光変調器によるサブディフェリションサイズの非分解ビームの作成

非相続伝播、高度に局在する強度分布、小さなビーム断面、および自己修復のユニークな特性により、材料の処理、顕微鏡検査、光学研究に魅力的です。従来の光学系でこのようなビームを生成するために、さまざまな方法が調査されています。ただし、これらの非相反性ビームの横方向のサイズは、回折線によって制限されます。回折限界を克服するために、スーパーエクセレーションの概念とベクトル角スペクトル法を使用して、焦点距離1 m、半径5 mm、および波長632.8の波長で約0.005の数値開口部を持つ位相マスクミラーを設計します。nm。位相マスクミラーは、位相空間光変調器で作成されました。線形偏光ガウス波の照明の下で、サブディフェリクションの横方向サイズで非逆骨折ビームが作成されました。ビームの最大横方向サイズは、43.3 mmを超える伝播距離での回折制限0.5λ/Naよりも小さくなります。NA値をさらに増加させることにより、横方向のサイズが小さい非相続梁を実現できます。

Due to its unique properties of nondiffracting propagation, highly-localized intensity distribution, small beam cross-section, and self-healing, a nondiffracting beam is attractive for materials processing, microscopy, and optical research. Various methods have been investigated to generate such beams with conventional optics. However, the transverse size of those nondiffracting beams is restricted by the diffraction-limit. To overcome the diffraction limit, we use the concepts of super-oscillation and the vectorial angular spectrum method to design a phase mask mirror with a focal length of 1 m, radius of 5 mm, and numerical aperture of about 0.005 for a wavelength of 632.8 nm. The phase mask mirror was created with a phase spatial light modulator. Under the illumination of a linearly polarized Gaussian wave, a nondiffracting beam was created with sub-diffraction transverse size. The maximum transverse size of the beam is smaller than the diffraction limit of 0.5λ/NA for a propagation distance greater than 43.3 mm. A nondiffracting beam with smaller transverse size can be realized by further increasing the NA value.