Фокусировка цилиндрических векторных пучков дробных порядков

Abstract

С помощью моделирования острой фокусировки векторных пучков с азимутальной поляризацией дробного порядка 0<m<1 (m=1 – азимутальная поляризация, m=0 – линейная поляризация) показано, что форма распределения интенсивности в фокусном пятне меняется от эллиптической (m=0) к круглой (m=0,5) и заканчивается кольцевой (m=1). А форма распределения продольной компоненты вектора Пойнтинга (потока энергии) в фокусном пятне меняется по-другому: от круглой (m=0) к эллиптической (m=0,5) и заканчивается кольцевой (m = 1). Диаметр фокусного пятна по полуспаду интенсивности для оптического вихря первого порядка с азимутальной поляризацией (m=1) для числовой апертуры NA=0,95 равен 0,460 от длины волны, а диаметр осевого потока энергии для линейно поляризованного света (m=0) равен 0,456. Поэтому ответы на вопросы: «когда фокусное пятно круглое, а когда эллиптическое» или «когда фокусное пятно минимальное: при азимутальной поляризации с вихрем или при линейной поляризации без вихря» – зависят от того, рассматриваем ли мы интенсивность в фокусе или поток энергии. Во втором моделировании исследовалось влияние отклонения порядка пучка от m=2 (т.е. случая, когда обратный поток наблюдается в центре фокусного пятна). Было показано, что обратный поток сохраняется в центре пятна даже при значительном отклонении порядка пучка от m=2 – вплоть до m=1,55.