Abstract

Combination in an optical scheme of rather different elements such as axicons and spherical lenses allows to form light fields with peculiar properties. A simplest example of such a combination contains a single axicon and spherical lens. Though this scheme has been investigated earlier, the region of the so-called secondary focusing (SF-region) localized behind the well-known annular focus has not been studied yet. In this paper we investigate the optical field in this region using analytical and numerical methods. The boundaries of SF-region have been established, and intensity distribution within a given region has been calculated. It has been shown that the near zone of a SF-region is formed as a result of abrupt annular field autofocusing. As to the far zone, the transverse intensity distribution in it is a superposition of an annular field and an oscillating field of axial type. A distance between an axicon and a lens at which the annular field practically disappears has been determined. In this case the intensity distribution in the SF-region has a Bessel profile. The peculiarity of this Bessel beam is that its cone angle depends on the longitudinal coordinate, namely, decreases in inverse proportion to the distance. The characteristic property of such a z-dependent Bessel beam is the absence of its transformation into annular field as it occurs for ordinary Bessel or Bessel–Gaussian beams in the far region. This property is promising for the use of z-dependent Bessel beams for optical communication in free space and remote sensing.

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