Optické svazky se strukturami menšími nežli vlnová délka

Bc. Jan Kendík

Master's thesis

Optical Beams with Subwavelength Structures

Abstract:

Předmětem této diplomové práce bylo studium a vývoj nového druhu pseudo-nedifrakčního optického svazku, známého jako strukturovaný optický svazek. Cílem práce bylo vytvořit generátor těchto svazků a optimalizovat jej pro generaci struktur o velikosti menší než vlnová délka. V rámci experimentů byla provedena měření subpixelových struktur svazku pomocí metody zakrývání pixelů fotodetektoru, na které tyto struktury dopadaly. Dosáhli jsme úspěšné generace nedifrakčního pole o šířce 0,89 násobek vlnové délky a délce 1185 násobek vlnové délky. Dále jsme provedli experiment s totálním vnitřním odrazem, který ukázal signifikantní změnu rozložení polarizace v jádře svazku. Diskutovali jsme také limity generace sub-vlnových strukturovaných svazků a jejich potenciál využití. Získané výsledky a jejich možné aplikace byly předmětem analýzy a diskuse. Na základě těchto výsledků je patrný potenciál strukturovaných optických svazků jako nového nástroje pro optické manipulace, mikroskopii a vytyčování prostorové přímosti pro ultrapřesnou justaci.

Abstract:

The subject of this thesis was the study and development of a new type of pseudo-non-diffractive optical beam, known as a structured optical beam. The aim of the thesis was to create a generator for these beams and to optimize it for the generation of structures smaller than a wavelength. The experiments involved measurements of sub-pixel beam structures using a method of covering the pixels of the photodetector on which these structures were incident. We achieved successful generation of a non-diffraction field with a width of 0.89 times wavelength and a length of 1185 times wavelength. We also performed a total internal reflection experiment, which showed a significant change in the polarization distribution in the core of the beam. We also discussed the limits of sub-wavelength structured beam generation and their potential applications. The obtained results and their possible applications were analyzed and discussed. Based on these results, the potential of structured optical bundles as a new tool for optical manipulation, microscopy and delineation of spatial straightness for ultraprecision alignment.

Keywords

Strukturovaný svazek, Gaussovský svazek, pseudo-nedifrakčnost, vlnová délka, subpixelové struktury, metoda překrývání

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Miroslav Šulc, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Applied Sciences in Engineering / Optické a laserové technologie měření