Abstract

The combination in an optical scheme of rather different elements such as axicons and spherical lenses allows forming light fields that differ by a variety of properties. The simplest example of such a scheme consists of an axicon and a spherical lens spatially separated from it. Though this scheme was investigated earlier, the region of so-called secondary focusing located behind the well-known annular focus has not been studied yet. In this paper, the analytical and numerical analysis of a light field in the region of secondary focusing is conducted. The boundaries of this region are determined, and the longitudinal and transverse distribution of the light intensity is calculated. It is shown that the near field region of secondary focusing is formed in the regime of abrupt autofocusing of the annular field. It is established that in a general case the transverse intensity distribution in the far field region is a superposition of an annular field and an oscillating axialtype field. The distance between the axicon and the lens is determined when the annular component of the field practically disappears. It is shown that in this case the light field in the region of the secondary focusing is a locally Bessel light beam. The peculiarity of this beam is that its cone angle depends on the longitudinal component, namely, decreases in inverse proportion while the distance z increases. The important feature of such z-dependent Bessel beams is the absence of their transformation into annular fields, as it occurs for ordinary Bessel or Bessel-Gaussian beams in the far field region. This opens the prospect for application of z-dependent Bessel beams for optical communication in free space and remote probing, which is why such beams are perspective for application in different systems of remote probing.

Highlights

  • The combination in an optical scheme of rather different elements such as axicons and spherical lenses allows forming light fields that differ by a variety of properties

  • Ring pattern of a lens-axicon doublet illuminated by a Gaussian beam / P

  • Петров Петр Казимирович – кандидат физико-­ математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики им

Read more

Summary

ИЗ АКСИКОНА И СФЕРИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ

Совмещение в оптической схеме сильно различающихся элементов, таких как аксиконы и сферические линзы, позволяет формировать световые поля, которые отличаются многообразием свойств. В работе проведен аналитический и численный расчеты светового поля в области вторичной фокусировки. Что ближняя зона области вторичной фокусировки формируется в режиме скачкообразной автофокусировки кольцевого поля. Установлено, что поперечное распределение интенсивности в дальней зоне является в общем случае суперпозицией кольцевого поля и осциллирующего поля осевого типа. Что в этом случае световое поле в области вторичной фокусировки является локально бесселевым световым пучком. Важным свойством таких z-зависящих бесселевых пучков является отсутствие их трансформации в кольцевые поля, как это происходит для традиционных бесселевых или Бессель-гауссовых пучков в дальней зоне. Ключевые слова: аксикон-линза, бесселевы световые пучки, кольцевые поля, пространственные спектры Для цитирования. Формируемые двухкомпонентной схемой из аксикона и сферической линзы / Н.

Список использованных источников
Information about the authors
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call