Diffraction limited photonic hook via scattering and diffraction of dual-dielectric structures.
Diffraction limited photonic hook via scattering and diffraction of dual-dielectric structures.
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DOI：
10.1038/s41598-021-99744-5
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发表时间：
2021-10-13
影响因子：
4.6
通讯作者：
Minin IV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pacheco-Peña V;Riley JA;Liu CY;Minin OV;Minin IV
光子钩子已经被证明是从传感到光学捕获的多种应用的伟大候选者。在这项工作中，我们提出了一种机制，以产生这样的弯曲结构光束，利用衍射和散射所产生的一对介质矩形沉浸在自由空间。它示出了如何通过正确地设计每个单独的电介质结构以沿着传播轴产生最小衍射和最大散射沿着，远离反射器的输出表面产生光子钩。不同的情况下进行了研究，如双介质结构具有不同的横向尺寸和折射率，以及当两个双介质具有相同的横向尺寸的情况下。结果进行了评估，数值和理论证明它们之间的一个很好的协议。这些结果可能为通过紧凑和简单的双介质结构的光捕获，聚焦和传感器件开辟新的途径。
Photonic hooks have demonstrated to be great candidates for multiple applications ranging from sensing up to optical trapping. In this work, we propose a mechanism to produce such bent structured light beams by exploiting the diffraction and scattering generated by a pair of dielectric rectangles immersed in free space. It is shown how the photonic hooks are generated away from the output surface of the dielectrics by correctly engineering each individual dielectric structure to generate minimum diffraction and maximum scattering along the propagation axis. Different scenarios are studied such as dual-dielectric structures having different lateral dimensions and refractive index as well as cases when both dielectrics have the same lateral dimensions. The results are evaluated both numerically and theoretically demonstrating an excellent agreement between them. These results may open new avenues for optical trapping, focusing and sensing devices via compact and simple dual-dielectric structures.
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