Abstract

Three kinds of high efficiency phase-type fractal zone plates were rapidly (in tens of minutes) fabricated by femtosecond laser two-photon photopolymerization. Their theoretical maximal diffractive efficiencies of 24.5%, 12.52%, and 18.76% were predicted both by numerical simulation and analytical deduction and were verified by the measured values of 20.5%, 9.1%, and 13%, respectively. The characteristic of multifoci and the improved imaging ability for phase-type fractal lens was also demonstrated. Moreover, to further enhance the diffractive efficiency, a four-level fractal phase lens, whose diffraction efficiency reached as high as 37.6%, was proposed and realized.

© 2008 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
    [CrossRef]
  2. G. Roelkens, D. V. Thourhout, and R. Baets, Opt. Lett. 32, 1495 (2007).
    [CrossRef]
  3. S. Serak, N. Tabiryan, and B. Zeldovich, Opt. Lett. 32, 169 (2007).
  4. W. L. Chao, B. D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson, and D. T. Attwood, Nature 435, 1210 (2005).
    [CrossRef]
  5. L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
    [CrossRef]
  6. G. Saavedra, W. D. Furlan, and J. A. Monsoriu, Opt. Lett. 15, 971 (2003).
  7. J. A. Davis, L. Ramirez, J. A. Rodrigo Martin-Romo, T. Alieva, and M. L. Calvo, Opt. Lett. 29, 1321 (2004).
    [CrossRef]
  8. W. D. Furlan, G. Saavedra, and J. A. Monsoriu, Opt. Lett. 32, 2109 (2007).
    [CrossRef]
  9. S. Jeon, V. Malyarchuk, J. A. Rogers, and G. Wiederrecht, Opt. Express 14, 2300 (2006).
    [CrossRef]
  10. Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
    [CrossRef]
  11. S. Kawata, H. B. Sun, T. Tanka, and K. Takada, Nature 412, 697 (2001).
    [CrossRef]
  12. H. B. Sun, S. Matsuo, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 74, 786 (1999).
    [CrossRef]
  13. M. Deubel, G. Freymann, M. Wegener, S. Pereira, K. Busch, and C. M. Soukoulis, Nature Mater. 3, 444 (2004).
    [CrossRef]
  14. K. K. Seet, V. Mizeikis, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Adv. Mater. 17, 541 (2005).
    [CrossRef]
  15. H. B. Sun, K. J. Takada, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 79, 3173 (2001).
    [CrossRef]
  16. H. B. Sun and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 86, 071122 (2005).
    [CrossRef]
  17. K. Yamada, W. Watanabe, Y. Li, K. Itoh, and J. Nishii, Opt. Lett. 29, 1846 (2004).
    [CrossRef]

2007 (4)

2006 (1)

2005 (3)

W. L. Chao, B. D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson, and D. T. Attwood, Nature 435, 1210 (2005).
[CrossRef]

K. K. Seet, V. Mizeikis, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Adv. Mater. 17, 541 (2005).
[CrossRef]

H. B. Sun and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 86, 071122 (2005).
[CrossRef]

2004 (3)

2003 (1)

2001 (3)

H. B. Sun, K. J. Takada, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 79, 3173 (2001).
[CrossRef]

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

S. Kawata, H. B. Sun, T. Tanka, and K. Takada, Nature 412, 697 (2001).
[CrossRef]

1999 (2)

H. B. Sun, S. Matsuo, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 74, 786 (1999).
[CrossRef]

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Adelung, R.

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

Alieva, T.

Anderson, E. H.

W. L. Chao, B. D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson, and D. T. Attwood, Nature 435, 1210 (2005).
[CrossRef]

Attwood, D. T.

W. L. Chao, B. D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson, and D. T. Attwood, Nature 435, 1210 (2005).
[CrossRef]

Baets, R.

Barrett, R.

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Berndt, R.

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

Busch, K.

M. Deubel, G. Freymann, M. Wegener, S. Pereira, K. Busch, and C. M. Soukoulis, Nature Mater. 3, 444 (2004).
[CrossRef]

Cabrini, S.

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Calvo, M. L.

Chao, W. L.

W. L. Chao, B. D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson, and D. T. Attwood, Nature 435, 1210 (2005).
[CrossRef]

Chen, Q. D.

Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
[CrossRef]

Davis, J. A.

Deubel, M.

M. Deubel, G. Freymann, M. Wegener, S. Pereira, K. Busch, and C. M. Soukoulis, Nature Mater. 3, 444 (2004).
[CrossRef]

Di Fabrizio, E.

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Freymann, G.

M. Deubel, G. Freymann, M. Wegener, S. Pereira, K. Busch, and C. M. Soukoulis, Nature Mater. 3, 444 (2004).
[CrossRef]

Furlan, W. D.

Gentili, M.

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Harm, S.

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

Harteneck, B. D.

W. L. Chao, B. D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson, and D. T. Attwood, Nature 435, 1210 (2005).
[CrossRef]

Itoh, K.

Jeon, S.

Johnson, R. L.

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

Juodkazis, S.

K. K. Seet, V. Mizeikis, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Adv. Mater. 17, 541 (2005).
[CrossRef]

Kaulich, B.

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Kawata, S.

H. B. Sun and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 86, 071122 (2005).
[CrossRef]

S. Kawata, H. B. Sun, T. Tanka, and K. Takada, Nature 412, 697 (2001).
[CrossRef]

H. B. Sun, K. J. Takada, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 79, 3173 (2001).
[CrossRef]

Kipp, L.

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

Li, Y.

Liddle, J. A.

W. L. Chao, B. D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson, and D. T. Attwood, Nature 435, 1210 (2005).
[CrossRef]

Lin, X. F.

Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
[CrossRef]

Malyarchuk, V.

Matsuo, S.

K. K. Seet, V. Mizeikis, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Adv. Mater. 17, 541 (2005).
[CrossRef]

H. B. Sun, S. Matsuo, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 74, 786 (1999).
[CrossRef]

Misawa, H.

K. K. Seet, V. Mizeikis, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Adv. Mater. 17, 541 (2005).
[CrossRef]

H. B. Sun, S. Matsuo, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 74, 786 (1999).
[CrossRef]

Mizeikis, V.

K. K. Seet, V. Mizeikis, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Adv. Mater. 17, 541 (2005).
[CrossRef]

Monsoriu, J. A.

Nishii, J.

Niu, L. G.

Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
[CrossRef]

Pereira, S.

M. Deubel, G. Freymann, M. Wegener, S. Pereira, K. Busch, and C. M. Soukoulis, Nature Mater. 3, 444 (2004).
[CrossRef]

Ramirez, L.

Rodrigo Martin-Romo, J. A.

Roelkens, G.

Rogers, J. A.

Romanato, F.

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Saavedra, G.

Seemann, R.

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

Seet, K. K.

K. K. Seet, V. Mizeikis, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Adv. Mater. 17, 541 (2005).
[CrossRef]

Serak, S.

Skibowski, M.

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

Soukoulis, C. M.

M. Deubel, G. Freymann, M. Wegener, S. Pereira, K. Busch, and C. M. Soukoulis, Nature Mater. 3, 444 (2004).
[CrossRef]

Sun, H. B.

Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
[CrossRef]

H. B. Sun and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 86, 071122 (2005).
[CrossRef]

H. B. Sun, K. J. Takada, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 79, 3173 (2001).
[CrossRef]

S. Kawata, H. B. Sun, T. Tanka, and K. Takada, Nature 412, 697 (2001).
[CrossRef]

H. B. Sun, S. Matsuo, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 74, 786 (1999).
[CrossRef]

Susini, J.

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Tabiryan, N.

Takada, K.

S. Kawata, H. B. Sun, T. Tanka, and K. Takada, Nature 412, 697 (2001).
[CrossRef]

Takada, K. J.

H. B. Sun, K. J. Takada, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 79, 3173 (2001).
[CrossRef]

Tanka, T.

S. Kawata, H. B. Sun, T. Tanka, and K. Takada, Nature 412, 697 (2001).
[CrossRef]

Thourhout, D. V.

Wang, J.

Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
[CrossRef]

Watanabe, W.

Wegener, M.

M. Deubel, G. Freymann, M. Wegener, S. Pereira, K. Busch, and C. M. Soukoulis, Nature Mater. 3, 444 (2004).
[CrossRef]

Wiederrecht, G.

Wu, D.

Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
[CrossRef]

Xia, H.

Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
[CrossRef]

Yamada, K.

Zeldovich, B.

Adv. Mater. (1)

K. K. Seet, V. Mizeikis, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Adv. Mater. 17, 541 (2005).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (4)

H. B. Sun, K. J. Takada, and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 79, 3173 (2001).
[CrossRef]

H. B. Sun and S. Kawata, Appl. Phys. Lett. 86, 071122 (2005).
[CrossRef]

Q. D. Chen, D. Wu, L. G. Niu, J. Wang, X. F. Lin, H. Xia, and H. B. Sun, Appl. Phys. Lett. 91, 171105 (2007).
[CrossRef]

H. B. Sun, S. Matsuo, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 74, 786 (1999).
[CrossRef]

Nature (4)

S. Kawata, H. B. Sun, T. Tanka, and K. Takada, Nature 412, 697 (2001).
[CrossRef]

W. L. Chao, B. D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson, and D. T. Attwood, Nature 435, 1210 (2005).
[CrossRef]

L. Kipp, M. Skibowski, R. L. Johnson, R. Berndt, R. Adelung, S. Harm, and R. Seemann, Nature 414, 184 (2001).
[CrossRef]

E. Di Fabrizio, F. Romanato, M. Gentili, S. Cabrini, B. Kaulich, J. Susini, and R. Barrett, Nature 401, 895 (1999).
[CrossRef]

Nature Mater. (1)

M. Deubel, G. Freymann, M. Wegener, S. Pereira, K. Busch, and C. M. Soukoulis, Nature Mater. 3, 444 (2004).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (6)

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics