Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2018, выпуск 3 » Статья стр. 420
<<<>>>
Широкоапертурная асферическая оптика для формирования субволновой каустики пучка терагерцового электромагнитного излучения
DOI: 10.21883/OS.2018.03.45664.250-17
Переводная версия: 10.1134/S0030400X18030086
Российский научный фонд, Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами», 14-19-01083
Российский научный фонд, Конкурс 2017 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, 17-79-20346
Черномырдин Н.В. 1, Щадько А.О. 1, Лебедев С.П. 2, Спектор И.Е. 2, Толстогузов В.Л. 1, Кучерявенко А.С.1, Малахов К.М.1, Командин Г.А. 2, Горелик В.С. 3, Зайцев К.И. 1,2
1Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
3Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия
Email: chernik-a@yandex.ru, schadko.ao@gmail.com, lebedev@ran.gpi.ru, igor.spector@yandex.ru, kedrovka@mail.ru, lazutchik999@mail.ru, k.m.malakhov@yandex.ru, gakomandin@mail.ru, gorelik@sci.lebedev.ru, kirzay@gmail.com
Выставление онлайн: 17 февраля 2018 г.
PDF версия
Предложена широкоапертурная асферическая линза для фокусировки пучка терагерцового (ТГц) электромагнитного излучения в кружок субволнового размера. Расчет линзы и оценка размера формируемой ей каустики осуществлялись с помощью вычислительных методов геометрической оптики и электродинамики. Линза изготовлена из полиэтилена высокой плотности с помощью токарного станка. Для экспериментальной оценки пространственного разрешения, обеспечиваемого линзой, создана ТГц изображающая система, основанная на растровом сканировании поверхности объекта. Изображающая система в сочетании с широкоапертурной ТГц оптикой применялась для регистрации изображений шпальных мир с различными пространственными частотами. Анализ экспериментальных данных показал, что асферическая линза позволяет разрешать два объекта, разнесенные на расстояние 0.95lambda, обеспечивая контраст в 15%. Предложенная ТГц оптика превосходит классические ТГц сферические линзы и внеосевые параболические зеркала, существенно расширяя возможности методов ТГц спектроскопии и имиджинга. DOI: 10.21883/OS.2018.03.45664.250-17
  1. Lee Y.-S. Principles of Terahertz Science and Technology. NY.: Springer, 2009. 347 p
  2. Rubens H., Nichols E.F. // Phys. Rev. (Series I). 1897. V. 4. N 4. P. 314--323. doi: 10.1103/PhysRevSeriesI.4.314
  3. Rubens H., Kurlbaum F. // Astrophys. J. 1901. V. 14. P. 335
  4. Berry E., Walker G.C., Fitzgerald A.J., Zinov'ev N.N., Chamberlain M., Smye S.W., Miles R.E., Smith M.A. // J. Laser Appl. 2003. V. 15. N 3. P. 192--198
  5. Fitzgerald A.J., Berry E., Zinov'ev N.N., Homer-Vanniasinkam S., Miles R.E., Chamberlain J.M., Smith M.A. // J. Biol. Phys. 2003. V. 29. N 2/3. P. 123--128. doi: 10.1023/A:1024428406218
  6. Komandin G.A., Zhukova E.S., Torgashev V.I., Boris A.V., Boris A.A., Motovilova E.A., Prokhorov A.S., Kadyrov L.S., Gorshunov B.P., Dressel M. // J. Appl. Phys. 2013. V. 114. N 2. P. 24102. doi: 10.1063/1.4813496
  7. Zhukova E.S., Torgashev V.I., Gorshunov B.P., Lebedev V.V, Shakurov G.S., Kremer R.K., Pestrjakov E.V., Thomas V.G., Fursenko D.A., Prokhorov A.S., Dressel M. // J. Chem. Phys. 2014. V. 140. N 22. P. 224317. doi: 10.1063/1.4882062
  8. Gorshunov B., Zhukova E., Torgashev V.I., Kadyrov L.S., Motovilova E.A., Fischgrabe F., Moshnyaga V., Zhang T., Kremer R., Pracht U., Zapf S., Dressel M. // Phys. Rev. B. Condens. Matter Mater. Phys. 2013. V. 87. N 24. doi: 10.1103/PhysRevB.87.245124
  9. Gorshunov B.P., Torgashev V.I., Zhukova E.S., Thomas V.G., Belyanchikov M.A., Kadlec C., Kadlec F., Savinov M., Ostapchuk T., Petzelt J., Prokleska J., Tomas P.V., Pestrjakov E.V., Fursenko D.A., Shakurov G.S., Prokhorov A.S., Gorelik V.S., Kadyrov L.S., Uskov V.V., Kremer R.K., Dressel M. // Nat. Commun. 2016. V. 7. P. 12842. doi: 10.1038/ncomms12842
  10. Auston D.H. // Appl. Phys. Lett. 1975. V. 26. N 3. P. 101--103. doi: 10.1063/1.88079
  11. van Exter M., Fattinger C., Grischkowsky D. // Appl. Phys. Lett. 1989. V. 55. N 4. P. 337--339. doi: 10.1063/1.101901
  12. Cervetti C., Heintze E., Gorshunov B., Zhukova E., Lobanov S., Hoyer A., Burghard M., Kern K., Dressel M., Bogani L. // Adv. Mater. 2015. V. 27. N 16. P. 2635--2641. doi: 10.1002/adma.201500599
  13. Hu B.B., Nuss M.C. // Opt. Lett. 1995. V. 20. N 16. P. 1716--1718. doi: 10.1364/OL.20.001716
  14. Chan W.L., Deibel J., Mittleman D.M. // Reports Prog. Phys. 2007. V. 70. N 8. P. 1325--1379. doi: 10.1088/0034-4885/70/8/R02
  15. Li Q., Zhou Y., Yang Y.-F., Chen G.-H. // J. Opt. Soc. Am. A. 2016. V. 33. N 4. P. 637-- 641. doi: 10.1364/JOSAA.33.000637
  16. Ferguson B., Wang S., Gray D., Abbot D., Zhang X.-C. // Opt. Lett. 2002. V. 27. N 15. P. 1312. doi: 10.1364/OL.27.001312
  17. Mittleman D.M., Hunsche S., Boivin L., Nuss M.C. // Opt. Lett. 1997. V. 22. N 12. P. 904. doi: 10.1364/OL.22.000904
  18. Cherkasova O., Nazarov M., Shkurinov A. // Opt. Quant. Electron. 2016. V. 48. N 3. P. 217. doi: 10.1007/s11082-016-0490-5
  19. Demidova E.V., Goryachkovskaya T.N., Mescheryakova I.A., Malup T.K., Semenov A.I., Vinokurov N.A., Kolchanov N.A., Popik V.M., Peltek S.E. // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2016. V. 6. N 3. P. 435--441. doi: 10.1109/TTHZ.2016.2532344
  20. Yang X., Zhao X., Yang K., Liu Y., Liu Y., Fu W., Luo Y. // Trends Biotechnol. 2016. V. 34. N 10. P. 810--824. doi: 10.1016/j.tibtech.2016.04.008
  21. Taday P.F. // Philos. Trans. Roy. Soc. A. Math. Phys. Eng. Sci. 2004. V. 362. N 1815. P. 351--364. doi: 10.1098/rsta.2003.1321
  22. Zeitler J.A., Taday P.F., Newnham D.A., Pepper M., Gordon K.C., Rades T. // J. Pharm. Pharmacol. 2007. V. 59. N 2. P. 209--223. doi: 10.1211/jpp.59.2.0008
  23. Ingle L.M., Jaiswal A.M., Vaidya P.V., Kedar A.P. // Int. J. Pharm. Pharm. Sci. Res. 2013. V. 3. N 1. P. 48--52
  24. Appleby R., Wallace H.B. // IEEE Trans. Antennas Propag. 2007. V. 55. N 11. P. 2944--2956. doi: 10.1109/TAP.2007.908543
  25. Zhang L., Zhong H., Deng C., Zhang C., Zhao Y. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. N 9. P. 91117. doi: 10.1063/1.2891082
  26. Dolganova I.N., Zaytsev K.I., Metelkina A.A., Karasik V.E., Yurchenko S.O. // Rev. Sci. Instrum. 2015. V. 86. N 11. P. 113704. doi: 10.1063/1.4935495
  27. Stoik C.D., Bohn M.J., Blackshire J.L. // Opt. Express. 2008. V. 16. N 21. P. 17039. doi: 10.1364/OE.16.017039
  28. Ospald F., Zouaghi W., Beigang R., Matheis C., Jonuscheit J., Recur B., Guillet J.-P., Mounaix P., Vleugels W., Bosom P.V., Gonzalez L.V., Lopez I., Edo R.M., Sternberg Y., Vandewal M. // Opt. Eng. 2013. V. 53. N 3. P. 31208. doi: 10.1117/1.OE.53.3.031208
  29. Otsuji T., Watanabe T., Tombet S.A.B., Satou A., Ryzhii V., Popov V., Knap W. // Opt. Eng. 2014. V. 53. N 3. P. 31206. doi: 10.1117/1.OE.53.3.031206
  30. Lo Y.H., Leonhardt R. // Opt. Express. 2008. V. 16. N 20. P. 15991--15998. doi: 10.364/OE.16.015991
  31. Born M., Wolf E. Principles of optics. 6th ed. Pergamon, 1980. 808 p
  32. Moon K., Jung E., Lim M., Do Y., Han H. // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2011. V. 1. N 1. P. 164--168. doi: 10.1109/TTHZ.2011.2159876
  33. Moon K., Do Y., Lim M., Lee G., Kang H., Park K.-S., Han H. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 101. N 1. P. 11109. doi: http://dx.doi.org/10.1063/1.4733475
  34. Kawano Y., Ishibashi K. // Nat. Photonics. 2008. V. 2. N 10. P. 618--621. doi: 10.1038/nphoton.2008.157
  35. Huber A.J., Keilmann F., Wittborn J., Aizpurua J., Hillenbrand R. // Nano Lett. 2008. V. 8. N 11. P. 3766--3770. doi: 10.1021/nl802086x
  36. Silveirinha M.G., Belov P.A., Simovski C.R. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. N 3. P. 35108. doi: 10.1103/PhysRevB.75.035108
  37. Belov P.A., Zhao Y., Sudhakaran S., Alomainy A., Hao Y. // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. N 26. P. 262109. doi: 10.1063/1.2424557
  38. Belov P.A., Palikaras G.K., Zhao Y., Rahman A., Simovski C.R., Hao Y., Parini C. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. N 19. P. 191905. doi: 10.1063/1.3516161
  39. Belov P.A., Zhao Y., Tse S., Ikonen P., Silveirinha M.G., Simovski C.R., Tretyakov S., Hao Y., Parini C. // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. N 19. P. 193108. doi: 10.1103/PhysRevB.77.193108
  40. Kaltenecker K.J., Tuniz A., Fleming S.C., Argyros A., Kuhlmey B.T., Walther M., Fischer B.M. // Optica. 2016. V. 3. N 5. P. 458. doi: 10.1364/OPTICA.3.000458
  41. Locatelli M., Ravaro M., Bartalini S., Consolino L., Vitiello M.S., Cicchi R., Pavone F., De Natale P. // Sci. Rep. 2015. V. 5. N 1. P. 13566. doi: 10.1038/srep13566
  42. Choporova Y.Y., Knyazev B.A., Mitkov M.S. // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2015. V. 5. N 5. P. 836--844. doi: 10.1109/TTHZ.2015.2460465
  43. Petrov N.V., Kulya M.S., Tsypkin A.N., Bespalov V.G., Gorodetsky A. // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2016. V. 6. N 3. P. 464--472. doi: 10.1109/TTHZ.2016.2530938
  44. McClatchey K., Reiten M.T., Cheville R.A. // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 79. N 27. P. 4485--4487. doi: 10.1063/1.1427745
  45. Krozer V., Loffler T., Dall J., Kusk A., Eichhorn F., Olsson R.K., Buron J.D., Jepsen PU., Zhurbenko V., Jensen T. // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 2010. V. 58. N 7. P. 2027--2039. doi: 10.1109/TMTT.2010.2050246
  46. Leen J.B., Hansen P., Cheng Y.-T., Gibby A., Hesselink L. // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97. N 7. P. 73111. doi: 10.1063/1.3474801
  47. Formanek F., Brun M.A.M.-A., Umetsu T., Omori S., Yasuda A. // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 94. N 2. P. 92--95. doi: 10.1063/1.3072357
  48. Zemax software [Electronic resource]. URL: http://www.zemax.com/os/opticstudio
  49. Schneider J.B. Understanding the Finite-Difference Time-Domain Method. On-Line Book, 2016. 403 p
  50. Taflove A., Hagness S.C. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method. Third Edition. Canton Street 685, Norwood, United Kingdom: Artech House, Inc., 2005. 852 p
  51. Komandin G.A., Chuchupal S.V., Lebedev S.P., Goncharov Y.G., Korolev A.F., Porodinkov O.E., Spektor I.E., Volkov A.A. // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. IEEE Microwave Theory and Techniques Society. 2013. V. 3. N 4. P. 440--444. doi: 10.1109/TTHZ.2013.2255914
  52. Gorshunov B., Volkov A., Spektor I., Prokhorov A., Mukhin A., Dressel M., Uchida S., Loidl A. // Int. J. Infrared Millimeter Waves. 2005. V. 26. N 9. P. 1217--1240. doi: 10.1007/s10762-005-7600-y
  53. Gorshunov B.P., Volkov A.A., Prokhorov A.S., Spektor I.E. // Phys. Solid State. 2008. V. 50. N 11. P. 2001--2012. doi: 10.1134/S1063783408110012
  54. Golay M.J.E. // Rev. Sci. Instrum. 1947. V. 18. N 5. P. 347--356.
  55. Frolov M.E., Khorokhorov A.M., Shirankov A.F., Golubkov Y.B., Frolov M.E., Khorokhorov A.M., Shirankov A.F., Golubkov Y.B. // Joint International Sysposium on Optical Memory and Optical Data Storage. Honolulu (Hawaii), 2005. P. 135--138
  56. Braat J.J.M. // Proceedings of SPIE. 1997. V. 3190. P. 59. doi: 10.1117/12.294417
  57. Cunningham P.D., Valdes N.N., Vallejo F.A., Hayden L.M., Polishak B., Zhou X.-H., Luo J., Jen A.K.-Y., Williams J.C., Twieg R.J. // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. N 4. P. 43505-043505-5. doi: 10.1063/1.3549120
  58. Sommer S., Raidt T., Fischer B.M., Katzenberg F., Tiller J.C., Koch M. // J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves. 2016. V. 37. N 2. P. 189--197. doi: 10.1007/s10762-015-0219-8
  59. Kotelnikov V.A. // Phys. Usp. Physics-Uspekhi, 2006. V. 49. N 7. P. 736--744. doi: 10.1070/PU2006v049n07ABEH006160
  60. Wallace V.P., Fitzgerald A.J., Shankar S., Flanagan N., Pye R., Cluff J., Arnone D.D. // Br. J. Dermatol. 2004. V. 151. N 2. P. 424--432. doi: 10.1111/j.1365-2133.2004.06129.x
  61. Woodward R.M., Wallace V.P., Pye R.J., Cole B.E., Arnone D.D., Linfield E.H., Pepper M. // J. Invest. Dermatol. 2003. V. 120. N 1. P. 72--78. doi: 10.1046/j.1523-1747.2003.12013.x
  62. Pickwell E., Cole B.E., Fitzgerald A.J., Wallace V.P., Pepper M. // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 84. N 12. P. 2190--2192. doi: 10.1063/1.1688448
  63. Nakajima S., Hoshina H., Yamashita M., Otani C., Miyoshi N. // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 90. N 4. P. 41102. doi: 10.1063/1.2433035
  64. Fitzgerald A.J., Wallace V.P., Jimenez-Linan M., Bobrow L., Pye R.J., Purushotham A.D., Arnone D.D. // Radiology. 2006. V. 239. N 2. P. 533--540. doi: 10.1148/radiol.2392041315
  65. Ashworth P.C., Pickwell-MacPherson E., Provenzano E., Pinder S.E., Purushotham A.D., Pepper M., Wallace V.P. // Opt. Express. 2009. V. 17. N 15. P. 12444. doi: 10.1364/OE.17.012444
  66. Fitzgerald A.J. // J. Biomed. Opt. 2012. V. 17. N 1. P. 16005. doi: 10.1117/1.JBO.17.1.016005
  67. Zaytsev K.I., Kudrin K.G., Karasik V.E., Reshetov I.V., Yurchenko S.O. // Appl. Phys. Let. 2015. V. 106. N 5. P. 53702. doi: 10.1063/1.4907350
  68. Zaitsev K.I., Chernomyrdin N.V., Kudrin K.G., Reshetov I.V., Yurchenko S.O. // Opt. Spectrosc. 2015. V. 119. N 3. P. 404--410. doi: 10.1134/S0030400X1509026X
  69. Ji Y. Bin, Oh S.J., Kang S.-G., Heo J., Kim S.-H., Choi Y., Song S., Son H.Y., Kim S.H., Lee J.H., Haam S.J., Huh Y.M., Chang J.H., Joo C., Suh J.-S. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 36040. doi: 10.1038/srep36040
  70. Meng K., Chen T., Chen T., Zhu L., Liu Q., Li Z., Li F., Zhong S., Li Z., Feng H., Zhao J. // J. Biomed. Opt. 2014. V. 19. N 7. P. 77001. doi: 10.1117/1.JBO.19.7.077001
  71. Potapov A.A., Goryaynov S.A., Okhlopkov V.A., Shishkina L.V., Loschenov V.B., Savelieva T.A., Golbin D.A., Chumakova A.P., Goldberg M.F., Varyukhina M.D., Spallone A. // Neurosurg. Rev. 2016. V. 39. N 3. P. 437--447. doi: 10.1007/s10143-015-0697-0
  72. Pustogarov N., Panteleev D., Goryaynov S.A., Ryabova A.V., Rybalkina E.Y., Revishchin A., Potapov A.A., Pavlova G. // Mol. Neurobiol. 2017. V. 54. N 7. P. 5699--5708. doi: 10.1007/s12035-016-0109-7
  73. Yakovlev E.V., Zaytsev K.I., Dolganova I.N., Yurchenko S.O. // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2015. V. 5. N 5. P. 810--816. doi: 10.1109/TTHZ.2015.2460671
  74. Ok G., Park K., Kim H.J., Chun H.S., Choi S.-W. // Appl. Opt. 2014. V. 53. N 7. P. 1406. doi: 10.1364/AO.53.001406
  75. Ok G., Park K., Chun H.S., Chang H.-J., Lee N., Choi S.-W. // Biomed. Opt. Express. 2015. V. 6. N 5. P. 1929. doi: 10.1364/BOE.6.001929
  76. Antonov P.I., Kurlov V.N. // Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2002. V. 44. N 2. P. 63--122. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0960-8974(02)00005-0
  77. Sapphire: Properties, Growth, and Applications. Reference Module in Materials Science and Materials Engineering / Ed. Hashmi S. Oxford: Elsevier, 2016. P. 1--11
  78. Kurlov V.N., Epelbaum B.M. // J. Cryst. Growth. 1997. V. 179. N 1--2. P. 175--180. doi: 10.1016/S0022-0248(97)00111-5
  79. Kurlov V.N., Rossolenko S.N., Abrosimov N.V., Lebbou K. // Crystal Growth Processes Based on Capillarity. Chichester, UK: John Wiley \& Sons, Ltd, 2010. P. 277--354. doi: 10.1002/9781444320237.ch5
  80. Abrosimovi N. // Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2003. V. 46. N 1--2. P. 1--57. doi: 10.1016/S0960-8974(03)90001-5

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme