Исследование поляризационной чувствительности ближнепольного микроскопа с использованием бинарной фазовой пластины
Хонина С. Н., Алфёров С.В., Карпеев С.В., Моисеев О. Ю.

Аннотация:
Проведены теоретические и экспериментальные исследования распределения компонент электрического поля в фокальной плоскости при вращении пластинки с фазовым скачком величиной p, помещённой в фокусируемый пучок. На основе сравнения теоретических и экспериментальных результатов проведён анализ поляризационной чувствительности различных апертурных металлизированных зондов. Показано, что с ростом диаметра открытой части заострённого конца зонда происходит существенное перераспределение чувствительности в пользу поперечных компонент электрического поля и рост коэффициента передачи сигнала через зонд.

Ключевые слова :
острая фокусировка, пластинка с фазовым скачком, компоненты электрического поля, ближнепольный сканирующий микроскоп, металлизированные апертурные зонды.

Литература:

  1. Novotny, L. Longitudinal field modes probed by single molecules / L. Novotny, M.R. Beversluis, K.S. Young­worth, and T.G. Brown // Phys. Rev. Lett. - 2001. - V. 86, N 23. - P. 5251-5254.
  2. Xie, X.S. Probing single molecule dynamics / X.S. Xie and R.C. Dunn // Science. - 1994. - V. 265. - P. 361-364.
  3. Dorn, R. Sharper focus for a radially polarized light beam / R. Dorn, S. Quabis and G. Leuchs // Phys. Rev. Lett. - 2003. - V. 91. - P. 233901.
  4. Kitamura, K. Sub-wavelength focal spot with long depth of focus generated by radially polarized, narrow-width annular beam / K. Kitamura, K. Sakai and S. Noda // Opt. Express. - 2010. - V. 18, N 5. - P. 4518-4525.
  5. Hao, B. Experimental measurement of longitudinal component in the vicinity of focused radially polarized beam / B. Hao and J. Leger // Opt. Express. - 2007. - V. 15, N 6. - P. 3550-3556.
  6. Novotny, L. Longitudinal field modes probed by single molecules / L. Novotny, S.J. Stranick // Annu. Rev. Phys. Chem. - 2006. - V. 57. - P. 303-331.
  7. Wang, J. Development and prospect of near-field optical measurements and characterizations / J. Wang, Q. Wang, M. Zhang // Front. Optoelectron. - 2012. - V. 5, N 2. - P. 171-181.
  8. Jia, B. Direct observation of a pure focused evanescent field of a high numerical aperture objective lens by scanning near-field optical microscopy / B. Jia, X. Gan and M. Gu // Appl. Phys. Lett. - 2005. - V. 86. - P. 131110.
  9. Bouhelier, A. Surface plasmon interference excited by tightly focused laser beams / A. Bouhelier, F. Ignatovich, A. Bruyant, C. Huang, G. Colas des Francs, J.-C. Weeber, A. Dereux, G.P. Wiederrecht and L. Novotny // Opt. Lett. - 2007. - V. 32, N 17. - P. 2535-2537.
  10. Chen, W. Realization of an evanescent Bessel beam via surface plasmon interference excited by a radially polarized beam / W. Chen and Q. Zhan // Opt. Lett. - 2009. - V. 34, N 6. - P. 722-724.
  11. Kotlyar, V.V. Analysis of the shape of a subwavelength focal spot for the linearl y polarized light / V.V. Kotlyar, S.S. Stafeev, Y. Liu, L. O’Faolain and A.A. Kovalev // Appl. Opt. - 2013. - V. 52, N 3. - P. 330-339.
  12. Zayats, A.V. Apertureless near-field optical microscopy via local second-harmonic generation / A.V. Zayats, V. Sandoghdar // J. Microscopy. - 2001. - V. 202. - P. 94-99.
  13. Bouhelier, A. Near-field scattering of longitudinal fields / A. Bouhelier, M.R. Beversluis and L. Novotny // Appl. Phys. Lett. - 2003. - V. 82(25). - P. 4596-4598.
  14. Descrovi, E. Optical properties of microfabricated fully-metal-coated near-field probes in collection mode / E. Des­crovi, L. Vaccaro, L. Aeschimann, W. Nakagawa, U. Stau­fer and H.-P. Herzig // JOSA A. - 2005. - V. 22(7). - P. 1432-1441.
  15. Novotny, L. Near-field imaging using metal tips illuminated by higher-order Hermite-Gaussian beams / L. Novot­ny, E.J. Sanchez, X.S. Xie // Ultramicroscopy. - 1998. - V. 71. - P. 21-29.
  16. Khonina, S.N. Controlling the contribution of the electric ?eld components to the focus of a high-aperture lens using binary phase structures / S.N. Khonina, S.G. Volotovsky // J. Opt. Soc. Am. A. - 2010. - V. 27(10). - P. 2188-2197.
  17. Richards, B. Electromagnetic diffraction in optical systems. II. Structure of the image ?eld in an aplanatic system / B. Richards and E. Wolf // Proc. Royal Soc. A. - 1959. - V. 253. - P. 358-379.
  18. Khonina, S.N. Influence of vortex transmission phase func-tion on intensity distribution in the focal area of high-aperture focusing system / S.N. Khonina, N.L. Kazanskiy, S.G. Vo­lo­tovsky // Optical Memory and Neural Net-works (Information Optics), Allerton Press. - 2011. - V. 20, No. 1. - P. 23-42.
  19. Khonina, S.N. Strengthening the longitudinal component of the sharply focused electric field by means of higher-order laser beams / S.N. Khonina, S.V. Alferov, S.V. Karpeev // Optics Letters. -2013. - V. 38, No. 17. - P. 3223-3226.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20