УДК: 535.42, 681.2

Возможности четырехканального жидкокристаллического модулятора по формированию световых полей со сложным распределением интенсивности

Котова С.П., Майорова А.М., Самагин С.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Котова С.П., Майорова А.М., Самагин С.А. Возможности четырехканального жидкокристаллического модулятора по формированию световых полей со сложным распределением интенсивности // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 5. С. 46–55.

Kotova S.P., Mayorova A.M., Samagin S.A. Ability of a four-channel liquid-crystal modulator to generate light fields with a complex intensity distribution [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 5. P. 46–55.

Ссылка на англоязычную версию:

S. P. Kotova, A. M. Mayorova, and S. A. Samagin, "Ability of a four-channel liquid-crystal modulator to generate light fields with a complex intensity distribution," Journal of Optical Technology. 84(5), 323-330 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000323

Аннотация:

Методами численного моделирования показывается, что возможности четырехканального жидкокристаллического модулятора по формированию световых полей со сложным распределением интенсивности не ограничиваются контурными световыми полями в виде колец, эллипсов и их дуг. Могут быть сформированы световые поля с распределением интенсивности в поперечной плоскости в виде границ квадратов, ромбов, параллелограммов и восьмиугольников. На определенных расстояниях от жидкокристаллического фокусатора световое поле может фокусироваться в точечные пятна, расположенные по углам соответствующего четырехугольника и его центре. Показано, что структурой полей можно управлять за счет изменения амплитуд и фаз потенциалов, а также частоты напряжений. Обсуждаются возможности применения полученных полей в задачах оптического манипулирования.

Ключевые слова:

жидкокристаллические модуляторы, световые поля со сложной пространственной структурой, динамическое управление

Благодарность:

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (проекты № 16-29-14012, 16-42-630773 р_а).

Коды OCIS: 230.3720, 070.6120, 140.3300

Список источников:

1. Сойфер В.А. Методы компьютерной оптики. М.: Физматлит, 2003. 688 с.
2. Forbes A., Dudley A., McLaren M. Creation and detection of optical modes with spatial light modulators // Adv. Opt. Photon. 2016. V. 8. № 2. P. 200–227.
3. Dholakia K., Čižmár T. Shaping the future of manipulation // Nat. Photonics. 2011. V. 5. № 6. P. 335–342.
4. Padjett М., Bowman R. Tweezers with a twist // Nat. Photonics. 2011. V. 5. № 6. P. 343–348.
5. Абрамочкин Е.Г., Васильев А.А., Вашурин П.В., Жмурова Л.И., Игнатов В.А., Наумов А.Ф. Управляемые жидкокристаллические линзы // Препринт ФИАН. М., 1988. № 194.18 с.
6. Naumov A.F., Loktev M.Y., Guralnik I.R., Vdovin G. Liquid-crystal adaptive lenses with modal control // Opt. Lett. 1998. V. 23. №13. P. 992–994.

7. Kirby A.K., Hands P.J., Love G.D. Liquid crystal multi-mode lenses and axicons based on electronic phase shift control // Opt. Exp. 2007. V. 15. № 21. P. 13496–13501.
8. Fraval N., de Bougrenet de la Tocnaye J.L. Low aberrations symmetrical adaptive modal liquid crystal lens with short focal lengths // Appl. Opt. 2010. V. 49. № 15. P. 2778–2783.
9. Algorri J.F., Urruchi V., Bennis N., Sánchez-Pena J.M. Modal liquid crystal microaxicon array // Opt. Lett. 2014. V. 39. № 12. P. 3476–3479.
10. Algorri J.F., Love G.D., Urruchi V. Modal liquid crystal array of optical elements // Opt. Exp. 2013. V. 21. № 21. P. 24809–24818.
11. Algorri J.F., Urruchi V., Garcia-Cámara B., Sánchez-Pena J.M. Generation of optical vortices by an ideal liquid crystal spiral phase plate // IEEE Electron Device Lett. 2014. V. 35. № 8. P. 856–858.
12. Котова С.П., Патлань В.В., Самагин С.А. Перестраиваемый жидкокристаллический фокусатор. 1. Теория // Квант. электрон. 2011. Т. 41. № 1. С. 58–64.
13. Котова С.П., Патлань В.В., Самагин С.А. Перестраиваемый жидкокристаллический фокусатор. 2. Эксперимент // Квант. электрон. 2011. Т. 41. № 1. С. 65–70.
14. Kotova S.P., Patlan V.V., Samagin S.A. Focusing light into a line segment of arbitrary orientation using a four-channel liquid crystal light modulator // J. Optics. 2013. V. 15. № 3. P. 035706–035714.
15. Kotova S.P., Mayorova A.M., Samagin S.A. Tunable 4-channel LC focusing device: Summarized results and additional functional capabilities // J. Optics. 2015. V. 17. № 5. P. 055602 (1–12).
16. Блинов Л.М. Электро- и магнитооптика жидких кристаллов М.: Наука, 1978. 384 c.
17. Коробцов А.В., Котова С.П., Лосевский Н.Н., Майорова А.М., Самагин С.А. Формирование контурных оптических ловушек с помощью 4-х канального ЖК фокусатора // Квант. электрон. 2014. Т. 44. № 12. С. 1157–1164.
18. Korobtsov A., Kotova S., Losevsky N., Mayorova A., Patlan V., Samagin S. Optical trap formation with a four-channel liquid crystal light modulator // J. Optics. 2014. V. 16. P. 035704 (1–6).
19. Котова С.П., Майорова А.М., Самагин С.А. Анализ световых полей, формируемых ЖК фокусатором, применительно к задачам трехмерной оптической манипуляции // Известия ВУЗов. Физика. 2015. Т. 58. № 10. С. 22–28.
20. Abramochkin E., Afanasiev K., Volostnikov V., Korobtsov A., Kotova S., Losevsky N., Mayorova A., Razueva E. Formation of vortex light fields of specified intensity for laser micromanipulation // Bull. Russian Academy of Sciences: Physics. 2008. V. 72. № 1. P. 68–70.
21. Jesacher A., Maurer С., Bernet S., Schwaighofer А., Ritsch-Marte M. Full phase and amplitude control of holographic optical tweezers with high efficiency // Opt. Exp. 2008. V. 16. № 7. P. 4479–4486.
22. Порфирьев А.П., Скиданов Р.В. Простой способ формирования полых недифрагирующих световых пучков с распределением интенсивности в виде контура правильного многоугольника // Компьютерная оптика. 2014. Т. 38. № 2. С. 243–248.
23. Rodrigo J., Alieva T., Abramochkin E., Castro I. Shaping of light beams along curves in three dimensions // Opt. Exp. 2013. V. 21. № 18. P. 20544–20555.
24. Porfirev A.P, Skidanov R.V. Generation of an array of optical bottle beams using a superposition of Bessel beams // Appl. Opt. 2013. V. 52. № 25. P. 6230–6238.
25. Korobtsov A., Kotova S., Losevsky N., Mayorova A., Samagin S., Volostnikov V. Capture of microscopic objects by contour optical traps formed by 4-channel liquid crystal modulator // J. Physics: Conf. Ser. 2015. V. 605. Р. 012007 (1–9).