可視光帯におけるフレネルゾーンプレートのBOR-FDTD解析

摘要

The Fresnel zone plate (FZP) is analyzed in visible light using the body-of-revolution finite-difference time-domain (BOR-FDTD) method. First, we compare the properties of an odd and an even type FZP for a linearly polarized incident wave. For the odd type, high focusing properties are obtained by the proper choice of the thickness of the FZP, when compared with the even type. To show the effect of the surface plasmon polariton, we analyze the FZP consisting of a perfect electric conductor. The use of the FZP consisting of the dispersive medium (silver) contributes to high concentration of the field. Next, we analyze FZPs for a radially polarized incident wave. The E_z component is concentrated on the central axis for each of FZPs. Finally, we compare the result obtained for the radial polarization with that for the linear polarization. It is found that the radial polarization serves to enhance the E_z component on the central axis with the reduced E_p component around the axis.%回転対称構造用差分時間領域（BOR-FDTD）法を用いて，可視光帯におけるフレネルゾーンプレート（FZP）の集光作用を解析する．はじめに，入射波に直線偏光を用い，奇数透過型FZP と偶数透過型FZP とを比較検討する．FZP の厚さを最適に設計することで，奇数透過型が偶数透過型に比べ高い集光作用を有することを示す．また，表面プラズモンポラリトンの効果を明らかにするために，媒質を完全導体とみなした場合の解析結果も示す．その結果，FZP を分散性媒質（銀）で構成することがより強い界の集中に貢献することを明らかにする．次に，入射波に径偏光を用いて解析を行う．奇数透過型，偶数透過型のいずれの場合にもE_z成分が中心軸上に集中することを明示する．最後に，直線偏光と径偏光を用いた解析結果を比較し，両透過型共に径偏光を用いることで中心軸上で高い電界値の得られることを示す．