Распространение и фокусировка мод диэлектрического резонатора терагерцевого лазера

Abstract

Цилиндрические векторные пучки имеют множество приложений, включая ускорение электронов, обработку материалов, высокоразрешающую метрологию, микроэллипсометрию и спектроскопию. Результаты исследований особенностей их распространения и фокусировки в терагерцевом диапазоне практически отсутствуют. Теоретически на основе векторной теории Рэлея-Зоммерфельда и экспериментально с использованием излучения волноводного терагерцевого лазера (λ = 0,4326 мм) проведено исследование физических особенностей распространения в свободном пространстве и умеренной и острой фокусировки лазерных пучков излучения, возбуждаемых модами диэлектрического резонатора с круглым волноводом с различной пространственной поляризацией поля. Полученные результаты расширяют знания об особенностях распространения в различных зонах дифракции и фокусировки лазерных пучков терагерцевого диапазона.

Циліндричні векторні пучки мають безліч застосувань, у тому числі прискорення електронів, обробку матеріалів, метрологію високого розділення, мікроеліпсометрію і спектроскопію. Результати досліджень особливостей їх поширення і фокусування в терагерцовому діапазоні практично відсутні. Теоретично на основі векторної теорії Релея-Зоммерфельда й експериментально з використанням випромінювання хвилевідного терагерцового лазера (λ = 0,4326 мм) проведено дослідження фізичних особливостей поширення у вільному просторі та помірного й гострого фокусування лазерних пучків випромінювання, які збуджуються модами діелектричного резонатора з круглим хвилевідом із різною просторовою поляризацією поля. Отримані результати розширюють знання про особливості поширення в різних зонах дифракції та фокусування лазерних пучків терагерцового діапазону.

Cylindrical vector beams have many applications, including the acceleration of electrons, material processing, a highresolution metrology, microellipsometry and spectroscopy. The results of studies of their propagation and focusing features in the terahertz range are practically absent. Theoretically on the basis of the vector theory of Rayleigh-Sommerfeld and experimentally using the radiation of the terahertz waveguide laser (λ = 0.4326 mm) the study of the physical characteristics of propagation in free space of moderate and sharp focusing of radiation laser beams is conducted. These beams are excited by the modes of the dielectric resonator with circular waveguide with the different spatial polarization of the field. The obtained results are expanding the knowledge of the features of propagation in different zones of diffraction and focusing of laser beams of terahertz range.