Comparative analysis of parabolic lens and axicon in geometric and scalar paraxial optical models

Abstract

Accurate analytical expressions are deduced in the framework of a scalar paraxial wave model for the distribution of complex intensity along the optical axis of a parabolic lens and that of an axicon. The expressions are analyzed and compared with the results of ray-optical approximation. Increasing the intensity in the lens focus by increasing its radius is shown to be impossible, whereas it is possible in the case of an axicon.

About the authors

A.V. Ustinov

Samara State Aerospace University

Author for correspondence.
Email: andr@smr.ru

Post-graduate Student of the Department of Technical Cybernetics

Russian Federation

A. V. Karsakov

Samara State Aerospace University

Email: karsakv.aleksejj@rambler.ru

Undergraduate Student

Russian Federation

S. N. Khonina

Samara State Aerospace University

Email: khonina@smr.ru

Doctor of Science

Professor of the Department of Technical Cybernetics

Russian Federation

References

  1. Бессель-оптика [Текст] / А. Е. Березный, А. М. Прохоров, И. Н. Сисакян [и др.] // ДАН СССР. – 1984. – № 234 (4). – С. 802-805
  2. Durnin, J. Diffraction-free beams [Text] / J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly // Phys. Rev. Lett. – 1987. – V.58 – N.15. – P. 1499-1501.
  3. McLeod, J. H. The axicon: a new type of optical element [Теxt] // J. Opt. Soc. Am. – 1954. – V.44. – P. 592–597.
  4. Turunen, J. Holographic generation of diffraction-free beams [Text] / J. Turunen, A. Vasara, and A. T. Friberg // J. Appl. Opt. – 1988. – Vol. 27(19). – P. 3959-3962.
  5. Lensacon [Text] / V. P. Koronkevich, I. A. Mikhaltsova, E. G. Churin [et al.] // Аppl. Opt. – 1993. – Vol. 34(25). – P. 5761-5772.
  6. Spherical aberration effects in lens-axicon doublets: theo-retical study [Text] / C. Parigger, Y. Tang, D. H. Plemmons [et al.] // Аppl. Opt. – 1997. – Vol. 36(31). – P. 8214-8221.
  7. Burvall, A. Axicon imaging by scalar diffraction theory [Text] – PhD thesis, Stockholm, 2004.
  8. Хонина, С. Н. Фраксикон – дифракционный оптический элемент с конической фокальной областью [Текст] / С. Н. Хонина, С. Г. Волотовский // Компьютерная оптика. – 2009. – Т. 33. – №4. – С. 401-411.
  9. Линзакон: непараксиальные эффекты [Текст] / С. Н. Хонина, Н. Л. Казанский, А. В. Устинов [и др.] // Оптический журнал. – 2011. – Т. 78. – № 11. – C. 44-51.
  10. Устинов, А. В. Геометрооптический анализ обобщённой рефракционной линзы [Текст] / А. В. Устинов, С. Н. Хонина // Изв. СНЦ РАН. – 2012. – Т. 14. – №4.
  11. Федорюк, М. В. Асимптотика: Интегралы и ряды [Текст] / М. В. Федорюк. – М.: Наука. 1987. – 544 с.
  12. Янке, Е. Специальные функции. Формулы, графики, таблицы [Текст] / Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Леш. – М.: Наука, 1977. – 342 с.
  13. Хонина, С. Н. Сравнительный анализ распределений интенсивности, формируемых дифракционным аксиконом и дифракционным логарифмическим аксиконом [Текст] / С. Н. Хонина, С. А. Балалаев // Компьютерная оптика. – 2009. – Т. 33. – № 2. – С. 162-174.

Statistics

Views

Abstract: 2941

PDF (Russian): 1783

Dimensions

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2015 VESTNIK of the Samara State Aerospace University

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies