RU191638U1

RU191638U1 - Device for forming a photon stream

Info

Publication number: RU191638U1
Application number: RU2019111833U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владиленович Минин; Олег Владиленович Минин
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2019-08-14

Abstract

Использование: для фокусировки электромагнитного излучения в локальную область с субдифракционными размерами. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для формирования фотонной струи состоит из источника излучения и диэлектрической частицы с характерным размером, сравнимым с длиной волны падающего излучения, частица выполнена в виде частицы с плоской боковой поверхностью и равной толщины, а непосредственно на боковой поверхности частицы, перпендикулярно падающему излучению, установлен металлический экран на расстоянии от освещенного торца частицы, находящегося в диапазоне от 0 до L, где L - длина частицы вдоль направления падения на нее излучения и толщиной металлического экрана d не менее толщины скин-слоя в материале металлического экрана на частоте источника излучения. Технический результат: обеспечение возможности изменения пространственного положения формируемой фотонной струи без изменения относительного показателя преломления материала диэлектрической частицы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Usage: for focusing electromagnetic radiation in a local region with subdiffraction dimensions. The essence of the utility model is that the device for forming a photon stream consists of a radiation source and a dielectric particle with a characteristic size comparable to the wavelength of the incident radiation, the particle is made in the form of a particle with a flat side surface and equal thickness, and directly on the side surface of the particle perpendicular to the incident radiation, a metal screen is installed at a distance from the illuminated end of the particle, which is in the range from 0 to L, where L is the length of the particle along the direction of the pad radiation on it and the thickness of the metal screen d is not less than the thickness of the skin layer in the material of the metal screen at the frequency of the radiation source. EFFECT: provision of the possibility of changing the spatial position of the generated photonic jet without changing the relative refractive index of the material of the dielectric particle. 2 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, а именно к диэлектрическим фокусирующим устройствам, предназначенным, в частности, для фокусировки электромагнитного излучения в локальную область с субдифракционными размерами.The utility model relates to the field of optical instrumentation, namely to dielectric focusing devices intended, in particular, for focusing electromagnetic radiation in a local region with subdiffraction dimensions.

Известно устройство для формирования фотонной струи, обладающей свойствами сверхразрешения, состоящее из источника излучения и слабопоглощающей диэлектрической частицы с диаметром, сравнимым с длиной волны падающего излучения и расположенной вдоль направления распространения излучения [Гейнц Ю.Э., Земляное А.А., Панина Е.К. Сравнительный анализ пространственных форм фотонных струй от сферических диэлектрических микрочастиц // Оптика атмосферы и океана. 2012. Т. 25, №5. С. 417-424]. При этом диэлектрическая частица выполнена в виде сфероида.A device for forming a photon jet with superresolution properties is known, consisting of a radiation source and a weakly absorbing dielectric particle with a diameter comparable to the wavelength of the incident radiation and located along the direction of radiation propagation [Heinz Yu.E., Zemlyanoy A.A., Panina E. TO. Comparative analysis of spatial forms of photonic jets from spherical dielectric microparticles // Atmospheric and Ocean Optics. 2012.Vol. 25, No. 5. S. 417-424]. In this case, the dielectric particle is made in the form of a spheroid.

Фотонная струя возникает в области теневой поверхности диэлектрических микросферических частиц - т.е. в ближней зоне дифракции - и характеризуется сильной пространственной локализацией и высокой интенсивностью оптического поля в области фокусировки.A photon stream arises in the region of the shadow surface of dielectric microspherical particles - i.e. in the near diffraction zone - and is characterized by strong spatial localization and high optical field intensity in the focusing region.

Известное устройство формирует фотонную струю вдоль направления падения излучения в режиме «на прохождение» (т.е. область формирования фотонной струи находится с противоположной стороны диэлектрической частицы относительно источника излучения).The known device generates a photon stream along the direction of incidence of the radiation in the "pass through" mode (ie, the region of formation of the photon stream is on the opposite side of the dielectric particle relative to the radiation source).

Позднее возможность получения фотонных наноструй была изучена для диэлектрических осесимметричных тел, например, эллиптических наночастиц [Минин И.В., Минин О.В. Квазиоптика: современные тенденции развития - Новосибирск: СГУГиТ, 2015. - 163 с.; T. Jalalia and D. Erni. Highly confined photonic nanojet from elliptical particles // Journal of Modern Optics, Vol. 61, No. 13, 1069-1076 (2014).], многослойных слоисто-неоднородных микросферических частиц с радиальным градиентом коэффициента преломления [Cesar Mendez Ruiz and Jamesina J. Simpson. Detection of embedded ultrasubwavelength-thin dielectric features using elongated photonic nanojets // 2 August 2010 / Vol. 18, No. 16 / OPTICS EXPRESS 16805], а также полусфер [Cheng-Yang Liu. Photonic nanojet shaping of dielectric non-spherical microparticles // Physica E 64 (2014), pp. 23-28.], дисков [B. Lukyanchuk, N.I. Zheludev, S.A. Maier, N.J. Halas, P. Nordlander, H. Giessenand T.C. Chong. The Fano resonance in plasmonic nanostructures and metamaterials. Nat. Mater.9, 707-715 (2010); C-Y. Liu and C-C. Li. Photonic nanojet induced modes generated by a chain of dielectric microdisks. Optik 127, 267-273 (2016).], цилиндра-сферы [Jinlong Zhu and Lynford L. Goddard. Spatial control of photonic nanojets // Optics Express, Vol. 24, No. 26, 2016, 30445].Later, the possibility of obtaining photonic nanostructures was studied for dielectric axisymmetric bodies, for example, elliptical nanoparticles [Minin IV, Minin OV Quasioptics: modern development trends - Novosibirsk: SGUGiT, 2015. - 163 p .; T. Jalalia and D. Erni. Highly confined photonic nanojet from elliptical particles // Journal of Modern Optics, Vol. 61, No. 13, 1069-1076 (2014).], Multilayer layered inhomogeneous microspherical particles with a radial gradient of refractive index [Cesar Mendez Ruiz and Jamesina J. Simpson. Detection of embedded ultrasubwavelength-thin dielectric features using elongated photonic nanojets // 2 August 2010 / Vol. 18, No. 16 / OPTICS EXPRESS 16805], as well as hemispheres [Cheng-Yang Liu. Photonic nanojet shaping of dielectric non-spherical microparticles // Physica E 64 (2014), pp. 23-28.], Discs [B. Lukyanchuk, N.I. Zheludev, S.A. Maier, N.J. Halas, P. Nordlander, H. Giessenand T.C. Chong. The Fano resonance in plasmonic nanostructures and metamaterials. Nat. Mater. 9, 707-715 (2010); C-Y. Liu and C-C. Li. Photonic nanojet induced modes generated by a chain of dielectric microdisks. Optik 127, 267-273 (2016).], Cylinder spheres [Jinlong Zhu and Lynford L. Goddard. Spatial control of photonic nanojets // Optics Express, Vol. 24, No. 26, 2016, 30445].

Также было обнаружено, что фотонные струи могут быть сформированы несимметричными мезоразмерными диэлектрическими частицами, например, куб, усеченный шар, пирамида, усеченная пирамида, призма, объемный шестигранник и т.д. [I.V. Minin and O.V. Minin. Diffractive optics and nanophotonics: Resolution below the diffraction limit, Springer, 2016 http://www.springer.com/us/book/9783319242514#aboutBook; V. Pacheco-Pena, M. Beruete, I.V. Minin and O.V. Minin. Terajets produced by 3D dielectric cuboids. Appl. Phys. Lett. 105, 084102 (2014); I.V. Minin, O.V. Minin and Geintz Y.E. Localized EM and photonic jets from non-spherical and non-symmetrical dielectric mesoscale objects: brief review. Annalen der Physik (AdP), May 2015 DOI: 10.1002/andp.201500132; Yu. E. Geintz, A.A. Zemlyanov and E. K. Panina. Photonic Nanonanojets from Nonspherical Dielectric Microparticles. Russian Physics Journal 58, 904-910 (2015); Yu. E. Geints, A.A. Zemlyanov and E.K. Panina. Characteristics of photonic jets from microcones. Optics and Spectroscopy 119, 849-854 (2015); И.В. Минин, О.В. Минин. Фотоника изолированных диэлектрических частиц произвольной трехмерной формы - новое направление оптических информационных технологий // "Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии". 2014, №4, С. 4-10.].It was also found that photonic jets can be formed by asymmetric mesoscale dielectric particles, for example, a cube, a truncated ball, a pyramid, a truncated pyramid, a prism, a volume hexagon, etc. [I.V. Minin and O.V. Minin. Diffractive optics and nanophotonics: Resolution below the diffraction limit, Springer, 2016 http://www.springer.com/us/book/9783319242514#aboutBook; V. Pacheco-Pena, M. Beruete, I.V. Minin and O.V. Minin. Terajets produced by 3D dielectric cuboids. Appl. Phys. Lett. 105, 084102 (2014); I.V. Minin, O.V. Minin and Geintz Y.E. Localized EM and photonic jets from non-spherical and non-symmetrical dielectric mesoscale objects: brief review. Annalen der Physik (AdP), May 2015 DOI: 10.1002 / andp.201500132; Yu. E. Geintz, A.A. Zemlyanov and E. K. Panina. Photonic Nanonanojets from Nonspherical Dielectric Microparticles. Russian Physics Journal 58, 904-910 (2015); Yu. E. Geints, A.A. Zemlyanov and E.K. Panina. Characteristics of photonic jets from microcones. Optics and Spectroscopy 119, 849-854 (2015); I.V. Minin, O.V. Minin. Photonics of isolated dielectric particles of arbitrary three-dimensional shape - a new direction in optical information technology // "Vestnik NSU. Series: Information Technology". 2014, No. 4, S. 4-10.].

В настоящее время основными параметрами, позволяющими оптимизировать характеристики фотонной струи сфероидальных частиц, являются: форма падающего волнового фронта (плоский или гауссовый), параметр Ми частицы [Рассеяние света малыми частицами / Г. ван де Хюлст; пер. с англ. Т.В. Водопьяновой, под ред. В.В. Соболева. - М.: Изд-во иностранной литературы, 1961. - 536 с.] и относительный показатель преломления материала частицы и среды [Myun-Sik Kim, Toralf Scharf, Stefan Mtihlig, Carsten Rockstuhl, and Hans Peter Herzig. Engineering photonic nanojets // OPTICS EXPRESS, Vol.19, No. 11,10206 (2011)].Currently, the main parameters that optimize the characteristics of the photon stream of spheroidal particles are: the shape of the incident wave front (flat or Gaussian), the Mi particle parameter [Light scattering by small particles / G. van de Hulst; trans. from English T.V. Vodopyanova, ed. V.V. Sobolev. - M .: Publishing house of foreign literature, 1961. - 536 p.] And the relative refractive index of the material of the particle and medium [Myun-Sik Kim, Toralf Scharf, Stefan Mtihlig, Carsten Rockstuhl, and Hans Peter Herzig. Engineering photonic nanojets // OPTICS EXPRESS, Vol. 19, No. 11.10206 (2011)].

Известно устройство для формирования фотонной струи террагерцового диапазона, обладающей свойствами сверхразрешения, состоящее из источника излучения и слабопоглощающей диэлектрической частицы с характерным размером, сравнимым с длиной волны падающего излучения, и расположенной вдоль направления распространения излучения [V. Pacheco-Pena, М. Beruete, I. V. Minin, О. V. Minin. Terajets produced by 3D dielectric cuboids // Appl. Phys. Lett. 105, 084102 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4894243)]. При этом частица выполнена в виде куба, а оптимальные размеры диэлектрической кубической частицы удовлетворяют соотношению: A device is known for forming a photon jet in the terrahertz range with superresolution properties, consisting of a radiation source and a weakly absorbing dielectric particle with a characteristic size comparable to the wavelength of the incident radiation and located along the radiation propagation direction [V. Pacheco-Pena, M. Beruete, I. V. Minin, O. V. Minin. Terajets produced by 3D dielectric cuboids // Appl. Phys. Lett. 105, 084102 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4894243)]. In this case, the particle is made in the form of a cube, and the optimal dimensions of the dielectric cubic particle satisfy the relation:

,

где k - эмпирический коэффициент, равный (0,90-2,2), L - высота кубоида, H - длина стороны кубоида, λ - длина волны падающего волнового фронта, n/n₀ - относительное значение показателя преломления материала кубоида и окружающей среды.where k is an empirical coefficient equal to (0.90-2.2), L is the cuboid height, H is the cuboid side length, λ is the wavelength of the incident wave front, n / n ₀ is the relative refractive index of the cuboid material and the environment .

Известно устройство управления характеристиками фотонной струи (Патент РФ 178616, Устройство для формирования фотонной струи), состоящее из источника излучения и диэлектрической частицы с характерным размером, сравнимым с длиной волны падающего излучения, а на поверхности диэлектрической частицы, обращенной к падающему волновому фронту, нанесен слой материала, не пропускающий падающее на частицу излучение, при этом поперечные размеры этого материала составляют 0,1-0,8 от максимального поперечного размера частицы, отличающееся тем, что частица выполнена в виде цилиндра, а слой материала, не пропускающего падающее на частицу излучение, нанесен на ее плоский торец, расположенный перпендикулярно падающему излучению.A device for controlling the characteristics of a photon stream is known (RF Patent 178616, Device for forming a photon stream), consisting of a radiation source and a dielectric particle with a characteristic size comparable to the wavelength of the incident radiation, and a layer is deposited on the surface of the dielectric particle facing the incident wave front. material that does not transmit radiation incident on the particle, while the transverse dimensions of this material are 0.1-0.8 of the maximum transverse particle size, characterized in that the egg is made in the form of a cylinder, and a layer of material that does not transmit radiation incident on the particle is deposited on its flat end located perpendicular to the incident radiation.

Достоинством устройства является возможность увеличить протяженность фотонной струи. Недостатком данного устройства является невозможность управлять положением в пространстве, формируемой фотонной струи.The advantage of the device is the ability to increase the length of the photon stream. The disadvantage of this device is the inability to control the position in space formed by the photon stream.

Известно устройство управления характеристиками фотонной струи (Патент РФ 176266, Устройство для фокусировки излучения с субдифракционным разрешением), выполненное в форме куба с длиной каждого ребра куба L≈kλN, N=1, 2, 3 …, где λ - длина волны излучения освещающего куб, k - эмпирический коэффициент k=0,98,…1,.2, при этом куб выполнен из материала с эффективным относительным показателем преломления, по отношению к показателю преломления окружающей среды и лежащим в диапазоне от 1,9 до 2,1, а вдоль оси симметрии куба, проходящей через центр противолежащих граней и параллельно падающему излучению, с обратной стороны куба по отношению к падающему излучению выполнено отверстие, при этом длина отверстия меньше или равна длине ребра куба, характерный поперечный размер отверстие, при этом длина отверстия меньше или равна длине ребра куба, характерный поперечный размер отверстия не превышает 0,25 λ, а поперечное сечение отверстия имеет форму квадрата или форму круга.A device for controlling the characteristics of a photon stream is known (RF Patent 176266, Device for focusing radiation with subdiffraction resolution), made in the form of a cube with the length of each edge of the cube L≈kλN, N = 1, 2, 3 ..., where λ is the radiation wavelength of the illuminating cube , k is the empirical coefficient k = 0.98, ... 1, .2, while the cube is made of material with an effective relative refractive index relative to the refractive index of the environment and lying in the range from 1.9 to 2.1, and along the axis of symmetry of the cube passing through the center of opposite faces and parallel to the incident radiation, a hole is made on the back side of the cube with respect to the incident radiation, while the length of the hole is less than or equal to the length of the edge of the cube, the characteristic transverse size of the hole, while the length of the hole is less than or equal to the length of the edge of the cube, the characteristic transverse size of the hole is not exceeds 0.25 λ, and the cross-section of the hole has the shape of a square or a circle.

Достоинством устройства является обеспечение фокусировки когерентного электромагнитного излучения в пятно шириной менее дифракционного предела, менее 0,25 λ. Недостатком данного устройства является невозможность управлять положением в пространстве, формируемой фотонной струи.The advantage of the device is the provision of focusing of coherent electromagnetic radiation into a spot with a width less than the diffraction limit, less than 0.25 λ. The disadvantage of this device is the inability to control the position in space formed by the photon stream.

В качестве прототипа принято устройство управления характеристиками фотонной струи (Патент РФ 153686, Устройство для формирования фотонной струи с увеличенной глубиной фокуса), состоящее из источника излучения и диэлектрической частицы с характерным размером, сравнимым с длиной волны падающего излучения, при этом на поверхности диэлектрической частицы, обращенной к падающему волновому фронту, нанесен слой материала, не пропускающий падающее на частицу излучение, при этом поперечные размеры этого материала составляют 0,1-0,8 от максимального поперечного размера частицы, при этом диэлектрическая частица в продольном направлении со стороны, противоположной направлению падения излучения, выполнена усеченной формы.As a prototype, a device for controlling the characteristics of a photon stream (RF Patent 153686, a device for forming a photon stream with an increased focus depth), consisting of a radiation source and a dielectric particle with a characteristic size comparable to the wavelength of the incident radiation, while on the surface of the dielectric particle, facing the incident wave front, a layer of material is deposited that does not transmit radiation incident on the particle, while the transverse dimensions of this material are 0.1-0.8 of the maximum the transverse size of the particles, wherein the dielectric particle in the longitudinal direction on the side opposite the direction of incidence of the radiation is made of a truncated form.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно получение возможности управлять положением в пространстве, формируемой фотонной струи.The objective of this utility model is to eliminate these drawbacks, namely, obtaining the ability to control the position in the space formed by the photon stream.

Указанная задача достигается тем, что устройство для формирования фотонной струи, состоит из источника излучения и диэлектрической частицы с характерным размером, сравнимым с длиной волны падающего излучения, согласно полезной модели частица выполнена в виде частицы с плоской боковой поверхностью и равной толщины, а непосредственно на боковой поверхности частицы, перпендикулярно падающему излучению, установлен металлический экран, на расстоянии от освещенного торца частицы, находящегося в диапазоне от 0 до L, где L - длина частицы вдоль направления падения на нее излучения и толщиной металлического экрана d не менее толщины скин-слоя в материале металлического экрана на частоте источника излучения. Кроме того, частица выполнена в форме куба. Кроме того, частица выполнена в форме цилиндра.This task is achieved in that the device for forming a photon stream consists of a radiation source and a dielectric particle with a characteristic size comparable to the wavelength of the incident radiation, according to a useful model, the particle is made in the form of a particle with a flat side surface and equal thickness, and directly on the side a metallic screen is mounted at a distance from the illuminated end of the particle in the range from 0 to L, where L is the length of the particle along the particle’s surface perpendicular to the incident radiation the direction of incidence of radiation on it and the thickness of the metal screen d is not less than the thickness of the skin layer in the material of the metal screen at the frequency of the radiation source. In addition, the particle is made in the form of a cube. In addition, the particle is made in the form of a cylinder.

Заявляемое устройство для формирования фотонной струи обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для изделий подобного назначения и неизвестных из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки на полезную модель.The inventive device for forming a photon stream has a set of essential features unknown from the prior art for products of this purpose and unknown from available sources of scientific, technical and patent information on the date of application for a utility model.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показано устройство для формирования фотонной струи с частицей в форме куба.In FIG. 1 shows a device for forming a photon stream with a cube-shaped particle.

На фиг. 2 показано устройство для формирования фотонной струи с частицей в форме цилиндра.In FIG. 2 shows a device for forming a photon stream with a particle in the shape of a cylinder.

На фиг. 3 показаны результаты моделирования управления пространственным положением фотонной струи в зависимости от положения металлического экрана на боковой поверхности диэлектрической частицы без изменения контраста показателя преломления.In FIG. Figure 3 shows the results of modeling the control of the spatial position of the photon stream depending on the position of the metal screen on the side surface of the dielectric particle without changing the contrast of the refractive index.

Обозначения: 1 - падающее на частицу излучение от источника излучения, 2 - диэлектрическая слабопоглощающая частица, 3 - металлический экран, 4 - фотонная струя.Designations: 1 — radiation incident on a particle from a radiation source, 2 — low-absorbing dielectric particle, 3 — metal screen, 4 — photon stream.

В результате моделирования падения плоской волны на диэлектрический куб и цилиндр, окруженный металлическим, идеально проводящим экраном показало, что положение металлического экрана оказывает влияние на пространственное расположение фотонной струи. As a result of modeling the incidence of a plane wave on a dielectric cube and a cylinder surrounded by a metal, perfectly conducting screen, it was shown that the position of the metal screen affects the spatial arrangement of the photon jet.

Экспериментальные исследования проводились в СВЧ диапазоне на частоте 20 ГГц. Experimental studies were carried out in the microwave range at a frequency of 20 GHz.

Размеры диэлектрической частицы в форме куба равнялись длине волны излучения λ, коэффициент преломления материала частицы равен 1,45-1,46, толщина металлического экрана d=λ/15.The dimensions of the dielectric particle in the form of a cube were equal to the radiation wavelength λ, the refractive index of the particle material is 1.45-1.46, the thickness of the metal screen is d = λ / 15.

В результате исследований было обнаружено, что наиболее сильное влияние экрана наблюдается в случаях, когда экран расположен около основания куба, ближнего к падающей волне. С продвижением экрана в сторону дальнего основания диэлектрического объекта, влияние экрана ослабевает и оно минимально, когда экран расположен в плоскости дальнего основания куба. Ширина поперечного распределения интенсивности поля фотонной струи в случае расположения металлического экрана на дальнем основании частицы от падающего излучения совпадает со случаем частицы без экрана. Аналогичные зависимости оказались и для цилиндрической частицы.As a result of the studies, it was found that the strongest influence of the screen is observed in cases where the screen is located near the base of the cube, close to the incident wave. As the screen advances toward the distal base of the dielectric object, the influence of the screen weakens and is minimal when the screen is located in the plane of the distal base of the cube. The width of the transverse distribution of the intensity of the field of the photon stream in the case of a metal screen on the far base of the particle from incident radiation coincides with the case of a particle without a screen. Similar dependences turned out to be for a cylindrical particle.

При расположении экрана непосредственно на боковой поверхности диэлектрической частицы, пространственное положение формируемой фотонной струи зависит от положения металлического экрана на его боковой поверхности. При его смещении, на расстояние, примерно, равное половине длины волны излучения, фотонная струя смещается внутрь диэлектрической частицы. Это эквивалентно увеличению относительного коэффициента преломления материала частицы. При расположении экрана на границе освещенного торца частицы (L=0), в зависимости от величины показателя материала частицы, фотонная струя находится в теле частицы и может не выйти на теневую границу частицы. При расположении экрана на расстоянии L параметры фотонной струи практически не меняются.When the screen is located directly on the side surface of the dielectric particle, the spatial position of the generated photon stream depends on the position of the metal screen on its side surface. When it is displaced by a distance of approximately equal to half the wavelength of the radiation, the photon stream is shifted into the interior of the dielectric particle. This is equivalent to an increase in the relative refractive index of the particle material. When the screen is located at the boundary of the illuminated end of the particle (L = 0), depending on the value of the index of the particle material, the photon stream is in the particle’s body and may not reach the shadow boundary of the particle. When the screen is located at a distance L, the parameters of the photon stream practically do not change.

Толщина металлического экрана d выбирается не менее толщины скин-слоя в материале металлического экрана на частоте источника излучения. При меньшей толщине металлический экран становится прозрачным для падающего излучения и интерференция волн от дифракции излучения на металлическом экране и волн распространяющихся через диэлектрическую частицу становится недостаточной для изменения пространственного положения формируемой фотонной струи.The thickness of the metal screen d is chosen not less than the thickness of the skin layer in the material of the metal screen at the frequency of the radiation source. With a smaller thickness, the metal screen becomes transparent to the incident radiation and the interference of waves from the diffraction of radiation on the metal screen and the waves propagating through the dielectric particle becomes insufficient to change the spatial position of the formed photon stream.

Работа устройства происходит следующим образом. Падающее на диэлектрическую слабопоглощающую частицу 2 электромагнитное излучение 1 в результате интерференции волн на частице и металлическом экране 3, расположенном непосредственно на боковой поверхности диэлектрической частицы 2, формируют фотонную струю 4. При изменении положения металлического экрана 3 вдоль боковой поверхности диэлектрической частицы 2 изменяются условия интерференции волн и пространственное положение фотонной струи 4 изменяется.The operation of the device is as follows. The electromagnetic radiation 1 incident on the dielectric low-absorbing particle 2 as a result of wave interference on the particle and the metal screen 3 located directly on the side surface of the dielectric particle 2 forms a photon stream 4. When the position of the metal screen 3 along the side surface of the dielectric particle 2 changes, the conditions of wave interference and the spatial position of the photon stream 4 changes.

Достигаемый в такой конструкции устройства для формирования фотонной струи технический результат выражается в возможности изменения пространственного положения формируемой фотонной струи без изменения относительного показателя преломления материала диэлектрической частицы.The technical result achieved in such a design of a device for forming a photon stream is expressed in the possibility of changing the spatial position of the formed photon stream without changing the relative refractive index of the material of the dielectric particle.

Claims

1. A device for forming a photon stream, consisting of a radiation source and a dielectric particle with a characteristic size comparable to the wavelength of the incident radiation, characterized in that the particle is made in the form of a particle with a flat side surface and equal thickness, and directly on the side surface of the particle, perpendicular to the incident radiation, a metal screen is installed at a distance from the illuminated end of the particle, which is in the range from 0 to L, where L is the particle length along the direction of radiation incident on it and the thickness of the metal screen d not less than the thickness of the skin layer in the material of the metal screen at the frequency of the radiation source.

2. The device according to p. 1, characterized in that the particle is made in the form of a cube.

3. The device according to p. 1, characterized in that the particle is made in the form of a cylinder.