моделирование резонансной фокусировки короткого импульса

. .
1,2
, . .
1,2
,
1
.
2
(
. .
)
ё
FDTD1,η9.
,
.
),
-
,
ё ,
.
19 -
2,η
,
FWHM=0,22λ
18
3η00
ё
ё
(7,3
.
.
:
Д1Ж
FАHM=0,4θλ Д2Ж.
.
ДηЖ
Д1Ж.
(
FDTD-
,
n=1,η9).
18FАHM=0,22λ.
FЮХХАAVE
(
-
.
,
λ=0,θ33
FDTD-
(2,η
.
1,0θ
ё
Д2,3Ж
Д2Ж.
Д3,4Ж
-
,
1200
,
R=2,1749λ,
).
,
)
,
- 0,002
η00
,
,
FЮХХАAVE.
R=2,1749 λ,
n=1,η9.
- 0,0001
.
:
.
,
z.
.
130
1,
.1
1,0θ
η00
1,5
x, к
30 1,5
x, к
30 1,5
20
0
1.
10
10
0 -1,5
-1,5
2,5
20
0
0
0
z, к
0
z, к
)
0 -1,5
-1,5
2,5
)
(R = 2,1749 λ)
)
1,0θ
) 2η, ) η00, ) η2η
.1
,
,
η00
)
(
(
(
2η
FАHM=0,33λ).
.1
,
0
2,5
0
z, к
)
30
20
10
-1,5
-1,5
x, к
(η00
)
.1
FWHM=0,26λ.
.
,
:
3θ

 J m  knr  , r  R ,
E y (r ,  )  exp(im )  
1

 J m  knR  K m  ikR  K m  ikr  , r  R ,
, (r,φ) m=18 ( .1 ), K m ( x) xz.
(1)
R1,
. 1 .
 m'  m  m1/3 0,808618 .
(m=18):
,
' 
R1   m    2, 0138 .
 2 n 
,
,
.2
(T<η00),
.2 ).
)
10,34
(
(2)
R1 = 2,0114λ ,
R2 = 1,9918λ.
(2).
(1)
(1)
(
(
(1)
,
.1
(
.
.2.
,
DOF (
,
30,9).
"
.2 ).
ё

(
,
(
1
.2
(Т>η00)
FWHM=0,88λ,
,
,
,
.2).
(
(
η00
1000
131
.
,
.
y)
1000
"
FАHM (
.2 )
Imax
3
Imax
)
.
.2
 =9% (T<500).
.
DOF=0,57λ.
).
.2
,
η00
(
)
,
(2,12
10
),
).
1000
,
2
,
FWHM=0,24λ.
(
T→∞)
FWHM=0,226λ.
1
0,8
FWHM , λ
0,8
1
2
DOF, λ
1
2
0,7
0,6
0,6
0,5
0,4
0,4
0,2
0
200
400
600
800
1000
0
200
400
600
T
T
35
)
Imax, a.u.
10
1
2
800
1000
)
η, %
8
20
6
4
10
2
0
0
200
400
)
2.
600
800
,
400
600
T
,
= 2,284λ .
30 1,5
1,0θ
.
.3
x, к
30
.3
FWHM=0,26λ (
1,5
x, к
30
0 -1,5
-1,5
)
10
0
z, к
2,5
0 -1,5
-1,5
)
,
.3 ), FАHM=0,87λ (
,
38
20
0
10
3.
m=19
20
0
2,5
m=19.
R
20
0
0
z, к
1000
)
m=18
m
R = 2,284λ.
-1,5
-1,5
800

R = 2,1749λ
1,0θ : ) FАHM, ) DOF, ) Imax, )  (1 ,2)
,
x, к
200
T
T
,
1,5
1000 0
1
2
) 2η, ) η00, )η2η
.3 ).
132
10
0
z, к
2,5
0
)
(R = 2,284λ)
FАHM=0,ηηλ (
η00
.2 (FАHM=0,2θλ).
.3
(1)
m=19.
.3 ),
,
.
x, к
1,5
.4
(R = 2,22λ)
2η
,
.
.
: FWHM=0,345λ ( .4 ), FАHM=0,3η1λ (
: Imax = 9,77 ( .4 ), Imax = 9,34 ( .4 ).
30
32η
,
.4 ),
x, к
1,5
30
20
0
20
0
10
-1,5
-1,5
4.
0
z, к
10
0 -1,5
-1,5
2,5
0
z, к
)
(R = 2,2λ)
Imax, a.u.
,
40
35
0
2,5
)
) 2η, ) 32η
Imax, a.u.
30
30
25
20
20
15
10
0
400
1400 100
800
T
η.
)
(R = 2,1749λ), ) 19
. η
.
1200
1000
.η
),
(2,η
,
,
18
19 -
R=2,1749λ,
)18
2,η
,
(7,3
).
FWHM=0,22λ
,
,
.
(
)
"
-
)
,
ДηЖ.
-
"
(
,
3η00
4600
3000
(R = 2,284λ)
,
-
2000
T
)
39
.
,
"
,
133
.
"
.
(
.1 ).
,
,
.
.
.
,
(W=4,35λ2)
η00
2
2
(W1=2mI0S0=21660,394 =75,648 ,
I0 ( .2), S0 ( .1 )),
(
η00
.3
,
)
W
: W2=W1/525/W=75,648/525/4,35=0,033.
3%
.
.3
,
,
:
η00
10
.
0,1%
.
18
1200
(2,η ),
19 3η00
(7,3
).
,
2,η ,
R=2,1749λ,
FWHM=0,22λ
ДηЖ.
(
31218
-481θ.2014.2,
1η-07-01174.
,
-3970.2014.9)
13-07-97008, 14-29-07133, 14-07-
1. C. Liu. Photonic nanojet modulation by elliptical microcylinders / C. Liu, L. Chang // Optik. – 2014. –
http://dx.doi.org/10.1016/j.ijleo.2014.01.116.
2. B.B. Xu. Annual focusing lens based on transformation optics / B.B. Xu, W.X. Jiang, G.X. Yu, T.J. Cui // J. Opt.
Soc. Am. A – 2014. – v.31. – no.5. – p.1135.
3. Heifetz. Subdiffraction opticasl resolution of a gold nanosphere located within the nanojet of a Mie-resonant
dielectric microshere / A. Heifetz, J.J. Simpson, S.C. Kong, A. Taflove V. Backman // Opt. Express. – 2007. –
v.15. – p.17334.
4. Y.E. Geints. Photonic jets from resonantly excited transparent dielectric microspheres / Y.E. Geints,
A.A. Zemlyanov, E.K. Panina // J. Opt. Soc.Am. B. – 2012. – v.29. – no.4. – p.758.
5. . .
.
/ . .
, . .
//
. - 2014.- .38.-№3.- .393-396.
134