PyFocus：用于现实条件下聚焦光场矢量计算的 Python 包及其在环形焦点中的应用
光学
2022-03-14 v1 计算物理
摘要
聚焦光场是涉及光与物质相互作用的众多应用（如光学显微镜、单分子光谱、光镊、光刻或量子相干控制）的关键。对聚焦光场进行详细的矢量表征，包括超越傍轴近似的描述，对于优化技术性能以及设计有意义的实验并正确解释其结果至关重要。在此，我们介绍 PyFocus，一个开源 Python 软件包，用于在任意相位掩模调制后且存在多层系统的情况下，对聚焦电磁场进行完全矢量计算。我们提供图形用户界面和高级函数，以便将 PyFocus 轻松集成到自定义脚本中。此外，为展示 PyFocus 的潜力，我们将其应用于广泛表征利用高数值孔径物镜生成的环形焦点，正如在 STED 或 MINFLUX 等超分辨荧光显微方法中通常所做的那样。我们给出了不同实验因素（如偏振、像差和关键光学元件的失准）影响的示例。最后，我们给出了穿过不同介质界面的环形焦点计算，并且据我们所知，首次给出了在全内反射条件下生成的环形焦点的计算。
引用
@article{arxiv.2110.00160,
title = {PyFocus a Python package for vectorial calculations of focused optical fields under realistic conditions. Application to toroidal foci},
author = {Fernando Caprile and Luciano A. Masullo and Fernando D. Stefani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00160},
year = {2022}
}