Радиальная поляризация - Radial polarization

Луч света радиальная поляризация если в каждой позиции луча поляризация (электрическое поле ) вектор указывает на центр луча. На практике массив волновые пластины может использоваться для аппроксимации луча с радиальной поляризацией. В этом случае луч делится на сегменты (например, восемь), и средний вектор поляризации каждого сегмента направлен к центру луча.[1]

Вектор азимутальной поляризации касается луча, радиально направлен к центру луча.
Азимутальный (верхний) и радиальный (нижний) поляризованные лазерные лучи

Радиальную поляризацию можно получить разными способами. Можно использовать жидкокристаллический устройство для преобразования поляризации луча в радиальное состояние,[2] или радиально поляризованный луч может быть получен лазер, или любой коллимированный источник света, в котором Окно Брюстера заменяется конусом на Угол Брюстера. Последний, получивший название «поляризатор с вращающимся углом Брюстера», был впервые предложен и применен на практике (1986) для получения радиально-поляризованного кольцевого зрачка Геррой. [3] в Polaroid Corporation (Отдел оптической инженерии Polaroid, Кембридж, Массачусетс) для достижения сверхвысокого разрешения в их туннельном фотонном микроскопе. Металлический биконус, сформированный алмазным точением, был установлен внутри стеклянного цилиндра. Коллимированный свет, входящий в это устройство, претерпевал два отражения воздух-металл от биконуса и одно отражение от воздуха-стекла под углом Брюстера внутри стеклянного цилиндра, так что выходил как свет с радиальной поляризацией. Подобное устройство позже снова было предложено Козавой. [4] Связанное с этим понятие - азимутальная поляризация, в которой вектор поляризации тангенциальный к лучу. Если лазер сфокусирован вдоль оптической оси двулучепреломляющий материала радиальная и азимутальная поляризации фокусируются в разных плоскостях. А пространственный фильтр может использоваться для выбора интересующей поляризации.[5]

Луч с радиальной поляризацией может использоваться для получения сфокусированного пятна меньшего размера, чем более традиционный луч с линейной или круговой поляризацией.[6] и используется в оптический захват.[7]

Было показано, что радиально поляризованный луч может использоваться для увеличения информационной емкости оптической связи в свободном пространстве посредством мультиплексирования с разделением мод.[8] а радиальная поляризация может «самовосстановиться», когда ей препятствуют.[9]

При экстремальной интенсивности радиально-поляризованные лазерные импульсы с релятивистской интенсивностью и длительностью импульса в несколько периодов были продемонстрированы с помощью спектрального уширения, преобразования поляризационных мод и соответствующей компенсации дисперсии.[10] Релятивистская продольная компонента электрического поля была предложена как драйвер ускорения частиц в свободном пространстве.[11][12] и продемонстрировано в экспериментах по проверке концепции.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Saito, Y .; Кобаяши, М .; Hiraga, D .; Fujita, K .; и другие. (Март 2008 г.). «Чувствительное к z-поляризации обнаружение в микро-рамановской спектроскопии с помощью радиально поляризованного падающего света». Журнал Рамановской спектроскопии. 39 (11): 1643–1648. Bibcode:2008JRSp ... 39.1643S. Дои:10.1002 / младший.1953.
  2. ^ «Конвертер радиально-азимутальной поляризации». ARCoptix. Получено 30 сентября 2008.
  3. ^ Герра, Джон (1990). «Фотонная туннельная микроскопия». Прикладная оптика. 29 (26): 3741–3752. Bibcode:1990ApOpt..29.3741G. Дои:10.1364 / AO.29.003741. PMID  20567479. S2CID  23505916.
  4. ^ Кодзава, Юичи; Сато, Шуничи (2005). «Генерация радиально поляризованного лазерного луча с помощью конической призмы Брюстера». Письма об оптике. 30 (22): 3063–3065. Bibcode:2005OptL ... 30,3063K. Дои:10.1364 / OL.30.003063. PMID  16315722.
  5. ^ Эрдейи, Миклош; Гайдаци, Габор (2008). «Радиально-азимутальный поляризатор с помощью двулучепреломляющей пластины». Журнал оптики A: Чистая и прикладная оптика. 10 (5): 055007. Bibcode:2008JOptA..10e5007E. Дои:10.1088/1464-4258/10/5/055007.
  6. ^ Quabis, S .; Dorn, R .; Muller, J .; Руримо, Г.К .; и другие. (2004). Радиальная поляризация сводит к минимуму размер фокусного пятна. Конференция по квантовой электронике 2004 г. (IQEC). Вашингтон, OSA, Оптическое общество Америки: Оптическое общество Америки. С. 615–616. Дои:10.1109 / IQEC.2004.242867 (неактивно с 1 сентября 2020 г.). ISBN  978-1-55752-778-3.CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на сентябрь 2020 г. (связь)
  7. ^ Цивэнь Чжань (2004). «Улавливание металлических рэлеевских частиц с радиальной поляризацией». Оптика Экспресс. 12 (15): 3377–3382. Bibcode:2004OExpr..12.3377Z. Дои:10.1364 / OPEX.12.003377. PMID  19483862.
  8. ^ Джованни Милионе; и другие. (2015). «Мультиплексирование с разделением режимов 4 × 20 Гбит / с по свободному пространству с использованием векторных режимов и мультиплексора с q-образной пластиной». Письма об оптике. 40 (9): 1980–1983. arXiv:1412.2717. Bibcode:2015OptL ... 40.1980M. Дои:10.1364 / OL.40.001980. PMID  25927763. S2CID  31723951.
  9. ^ Джованни Милионе; и другие. (2015). «Измерение самовосстановления пространственно неоднородных состояний поляризации векторных бесселевых пучков». Журнал оптики. 17 (3): 035617. Bibcode:2015JOpt ... 17c5617M. Дои:10.1088/2040-8978/17/3/035617. S2CID  53445904.
  10. ^ Карбахо, Серхио; Гранадос, Эдуардо; Шимпф, Дамиан; Продам, Александр; Хонг, Кён-Хан; Моисей, Джефф; Кертнер, Франц (15 апреля 2014 г.). «Эффективная генерация сверхмощных лазерных импульсов с радиальной поляризацией за несколько периодов». Письма об оптике. 39 (8): 2487–2490. Bibcode:2014OptL ... 39.2487C. Дои:10.1364 / OL.39.002487. PMID  24979025.
  11. ^ Саламин, Юсеф; Hu, S.X .; Хацагорцян, Карен З .; Кейтель, Кристоф Х. (апрель 2006 г.). «Взаимодействие релятивистского мощного лазера с веществом». Отчеты по физике. 427 (2–3): 41–155. Bibcode:2006ФР ... 427 ... 41С. Дои:10.1016 / j.physrep.2006.01.002.
  12. ^ Вонг, Лян Цзе; Хонг, Кён-Хан; Карбахо, Серхио; Фаллахи, Арья; Пиот, Филипп; Солячич, Марин; Иоаннопулос, Джон; Кертнер, Франц; Каминер, Идо (11 сентября 2017 г.). «Лазерно-индуцированное линейное ускорение частиц в свободном пространстве». Научные отчеты. 7 (1): 11159. Bibcode:2017НатСР ... 711159W. Дои:10.1038 / s41598-017-11547-9. ЧВК  5593863. PMID  28894271.
  13. ^ Карбахо, Серхио; Нанни, Эмилио; Вонг, Лян Цзе; Мориена, Густаво; Китли, Филипп; Лоран, Гийом; Миллер, Р. Дж. Дуэйн; Кертнер, Франц (24 февраля 2016 г.). «Прямое продольное лазерное ускорение электронов в свободном пространстве». Phys. Преподобный Accel. Балки. 19 (2). 021303. arXiv:1501.05101. Bibcode:2016PhRvS..19b1303C. Дои:10.1103 / PhysRevAccelBeams.19.021303.