Расчет тремя методами интенсивности цилиндрического векторного пучка в остром фокусе

Abstract

В работе проводится сравнение расчета поля дифракции в остром фокусе тремя непараксиальными методами: методом конечных разностей во временной области (FDTD-метод), интегралом Рэлея–Зоммерфельда и преобразованием Ричардса–Вольфа при векторном цилиндрическом начальном поле. Преобразование Ричардса–Вольфа использовалось с двумя функциями аподизации выходного зрачка – для сферической и тонкой дифракционной линз. Результаты показали, что при существенной экономии времени расчета с помощью интегралов Рэлея–Зоммерфельда и Ричардса–Вольфа при задании обоих поперечных компонент поля можно получать результаты со среднеквадратичным отклонением от FDTD-метода всего 2 %. Причем при сверхкоротком фокусном расстоянии (менее 1,6…2,6 мкм для длины волны 633 нм) более точным оказывается преобразование Ричардса–Вольфа, а при удалении от начальной плоскости и вне фокальной плоскости более точным является интеграл Рэлея–Зоммерфельда.