To generate a photonic nanojet outside a high refractive index microsphere illuminated by a Gaussian beam

in: Optics Letters (2022)
Gasparic, Vlatko; Mayerhöfer, Thomas G.; Zopf, David; Ristic, Davor; Popp, Jürgen; Ivanda, Mile
A non-resonant, concentrated, narrow beam of light emerging from an illuminated microlens is called a photonic nanojet (PNJ). According to currently prevailing opinion, microspheres and microcylinders are only able to generate a PNJ in their exterior when their refractive index ns (or refractive index contrast) is less than 2. In this Letter we demonstrate that a PNJ can emerge from a microsphere even when ns > 2: first by employing the laws of geometrical optics for a divergent light source; then, by using ray transfer matrix analysis, a mathematical condition for the Gaussian beam (GB) outside the high ns microsphere is derived. The PNJ outside the microsphere with ns =2.5 is simulated using Generalized Lorenz–Mie theory (GLMT), by using a front focused GB source. The simulated difference between front and back focusing on the dependence of ns is confirmed experimentally by Raman imaging. By opening the PNJ field for high refractive index materials, we believe this work will be a nucleus for new ideas in the field and enable new PNJ applications.

Cookies & Skripte von Drittanbietern

Diese Website verwendet Cookies. Für eine optimale Performance, eine reibungslose Verwendung sozialer Medien und aus Werbezwecken empfiehlt es sich, der Verwendung von Cookies & Skripten durch Drittanbieter zuzustimmen. Dafür werden möglicherweise Informationen zu Ihrer Verwendung der Website von Drittanbietern für soziale Medien, Werbung und Analysen weitergegeben.
Weitere Informationen finden Sie unter Datenschutz und im Impressum.
Welchen Cookies & Skripten und der damit verbundenen Verarbeitung Ihrer persönlichen Daten stimmen Sie zu?

Sie können Ihre Einstellungen jederzeit unter Datenschutz ändern.