Формирование продольно-удлинённой области обратного потока энергии с помощью кольцевых апертур

Abstract

С помощью формул Ричардса – Вольфа описывается фокусировка цилиндрического векторного пучка второго порядка широкоапертурной линзой, ограниченной кольцевой апертурой,. Показано, что можно увеличить область отрицательных значений проекции вектора Пойнтинга на оптическую ось, увеличив глубину фокуса с помощью кольцевой апертуры. Продемонстрировано, что при фокусировке света объективом с числовой апертурой 0,95 использование кольцевой апертуры, ограничивающей угол входного зрачка до 0,9 от максимального значения, позволяет увеличить глубину области отрицательных значений проекции вектора Пойнтинга на оптическую ось в 4 раза при практически неизменной ширине области (изменяется с 0,357 до 0,352 от длины волны фокусируемого света). При этом в 2,5 раза возрастает отношение абсолютных значений минимального значения осевой проекции вектора Пойнтинга в фокусе к максимальному.

In this paper, we have investigated the focusing of a second-order cylindrical vector beam by using a high numerical aperture (NA) lens limited by a ring aperture using the Richards-Wolf formulae. It was shown that the range of negative on-axis projections of the Poynting vector could be increased by increasing the depth of focus through the use of a ring aperture. It was shown that when focusing light with a lens with NA = 0.95, the use of a ring aperture limiting the entrance pupil angle to 0.9 of maximum, allows the depth of the region of negative on-axis Poynting vector projections to be four times increased, with the region width remaining almost unchanged and varying from 0.357 to 0.352 of the incident wavelength. Notably, the magnitude of the reverse energy flow was found to be larger than the direct one by a factor of 2.5.