Дифракционные оптические элементы для формирования комбинаций вихревых пучков в задаче манипулирования микрообъектами
Скиданов Р.В.
, Ганчевская С.В.

Аннотация:

Представлены дифракционные оптические элементы для формирования суперпозиции оптических вихрей с разными топологическими зарядами. Представлены результаты математического моделирования дифракции света на таких ДОЭ.

Ключевые слова :
дифракционный оптический элемент, оптический вихрь, топологический заряд.

Литература:

  1. Bai, N. Mode-division multiplexed transmission with inline few-mode fiber amplifier / N. Bai, Ezra Ip, Y. Hang, E. Mateo, F. Yaman, M. Li, S. Bickham, S. Ten, J. Liñares, C. Montero, V. Moreno, X. Prieto, V. Tse, K. Chung, A.P.T. Lau, H. Tam, C. Lu, Y. Luo, G. Peng, G. Li, T. Wang // Optic Express. – 2012. – V. 20(3). – P. 2668-2680.
  2. Котляр, В.В. Бесконтактное прецизионное измерение линейных смещений с использованием ДОЭ, формирующих моды Бесселя / В.В. Котляр, Р.В. Скиданов, С.Н. Хонина // Компьютерная оптика. – 2001. – № 21. – С. 102-104.
  3. Скиданов, Р.В. Экспериментальное исследование движения диэлектрических шариков в световых пучках с угловыми гармониками высоких порядков / Р.В. Скиданов, С.Н. Хонина, В.В. Котляр, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика. – 2007. – Т. 31, № 1. – С. 14-21.
  4. Kotlyar, V.V. Diffraction of a finite-radius plane wave and a gaussian beam by a helical axicon and a spiral phase plate / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, R.V. Skidanov, O.Yu. Moi­seev, V.A. Soifer // Journal of the Optical Society of America A: Optics and Image Science, and Vision. – 2007. – V. 24(7). – P. 1955-1964.
  5. Abramochkin, E.G. Microobject manipulations using laser beams with nonzero orbital angular momentum / E. Abra­mochkin, S. Kotova, A. Korobtsov, N. Losevsky, A. Mayorova, M. Rakhmatulin and V. Volostnikov // Laser Phys. – 2006. – V. 16. – P. 842-848.
  6. Abramochkin, E.G. Spiral light beams / E.G. Abramoch­kin and V.G. Volostnikov // Phys. Usp. – 2004. – V. 47. – P. 1177.
  7. Ladavac, K. Microoptomechanical pumps assembled and driven by holographic optical vortex arrays / K. Ladavac and D. Grier // Optics Express. – 2004. – V. 12. – P. 1144-1149.
  8. Lin, X.-F. A light-driven turbine-like micro-rotor and study on its light-to-mechanical power conversion efficiency Sun / Xiao-Feng Lin, Guo-Qing Hu, Qi-Dai Chen, Li-Gang Niu, Qi-Song Li, AndreasOstendorf, and Hong-Bo // Applied Physics Letters. – 2012. – V. 101(11). – P. 113901.
  9. Ukita, H. Rotation rate of a three-wing rotor illuminated by upward-directed focused beam in optical tweezers / Hiroo Ukita [et al]. // Optical Review. – 2008. – V. 15. – P. 97-104.
  10. Chaumet, P.C. Coupled dipole method to compute optical torque: Application to a micropropeller / P.C. Chaumet [et al]. // J. Appl. Phys. – 2007. – V. 101. – P. 0231106.
  11. Maruo, S. Force-controllable, optically driven micromachines fabricated by single-step two-photon microstereolithography / S. Maruo [et al]. // Journal of Microelectromechanical Systems. – 2003. – V. 12. – P. 533-539.
  12. Burrow, G.M. Multi-Beam Interference Advances and Applications: Nano-Electronics, Photonic Crystals, Metamaterials, Subwavelength Structures, Optical Trapping, and Biomedical Structures / G.M. Burrow, T.K. Gaylord // Micromachines. – 2011. – V. 2. – P. 221-257.
  13. McGloin, D. 40 years of optical manipulation / D. McGloin and J.P. Reid // Opt. Photonics News. – 2010. – V. 21(3). – P. 20-26.
  14. Котляр, В.В. Орбитальный угловой момент суперпозиции двух обобщённых лазерных пучков Эрмита–Гаусса / В.В. Котляр, А.А. Ковалёв // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 2. – С. 180-185.
  15. Zhang, P. Generation and nonlinear self-trapping of optical propelling beams / P. Zhang, S. Huang, Y. Hu, D. Hernandez and Z. Chen // Opt. Lett. – 2010. – V. 35(18). – P. 3129–3131.
  16. Khonina, S.N. Generation of rotating gauss-laguerre modes with binary-phase diffractive optics // S.N. Khonina, V.V. Kot­lyar, V.A. Soifer, M. Honkanen, J. Lautanen, J. Turunen // Journal of Modern Optics. – 1999. – V. 46(2). – P. 227-238.
  17. Kotlyar, V.V. Elliptic laguerre-gaussian beams / V.V. Kotlyar, S.N. Khonina, A.A. Almazov, V.A. Soifer, K. Jefimovs, J. Turunen // Journal of the Optical Society of America A: Optics and Image Science, and Vision. – 2006. – V. 23(1). – P. 43-56.
  18. Морозов, А.А. Сложные вихревые пучки для вращения микромеханических элементов / А.А. Морозов, Р.В. Ски­данов // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 1. – С. 68-75.
  19. Морозов, А.А. Вращение микротурбин в сложных вихревых пучках / А.А. Морозов, Р.В. Скиданов // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 2. – С. 203-207.
  20. Fedotowsky, A. Optimal filter design for annular imaging / A. Fedotowsky, K. Lehovec // Appl. Opt. – 1974. – V. 13(12). – P. 2919-2923.
  21. Скиданов, Р.В. Суперпозиция вихревых световых пучков для захвата и перемещения биологических микрообъектов / Р.В. Скиданов, М.А. Рыков // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 4. – С. 431-435.
  22. Скиданов, Р.В. Расчёт силы взаимодействия светового пучка с микрочастицами произвольной формы / Р.В. Ски­данов // Компьютерная оптика – 2005 – Т. 28 – С. 18-21.
  23. Скиданов, Р.В. Моделирование движения биологических микрообъектов в световых пучках / Р.В. Скиданов, М.А. Рыков // Компьютерная оптика. – 2010. – Т. 34, № 3. – С. 308-314.
  24. Скиданов, Р.В. Модификация распределения интенсивности лазерного пучка для оптимизации силовых характеристик оптической ловушки / Р.В. Скиданов, М.А. Ры­ков, Г.С. Инначионе, С.Г. Кривошлыков // Компьютерная оптика. – 2012. – Т. 36, № 3. – С. 377-386.

© 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