Mie scattering meets interferometry at the nanoscale – Resolving the vectorial nature of light from the far‐field.  

Prof. Gerd Leuchs, Max Planck Institute for the Science of Light, Erlangen, Germany  

     When light gets tightly focused down to a size of the order of the wavelength, it exhibits a complex electromagnetic field distribution with deep sub‐wavelength features. Such highly confined light fields find a wide range of applications in microscopy, imaging and nanooptics, where achievable resolution and the information content of an investigated system strongly depend on the precise knowledge of the illuminating light fields. However, measuring their full vectorial distribution is not an easy task, especially in the diffraction‐limited focal spot of a high numerical aperture system.  

     We now developed an experimental nanoprobing scheme, called ‘Mie scattering nanointerferometry’, which allows for the measurement of both amplitude and phase distributions of the electric field in highly confined light with nanometer resolution. We extract this information from the scattering signal of a single nanoparticle with sub‐wavelength dimensions utilized as a field probe. By simply measuring and analyzing the scattering pattern recorded in the far‐field for different positions of the particle relative to the probed field, the distributions of the individual electric field components can be experimentally reconstructed. We take advantage of the interference between the incoming focused light beam and the light scattered off the nanoprobe. The phase information of the investigated field gets stored in this interference term, which is naturally included in the chosen system, and can be recovered by the abovementioned spatially and angularly resolved far‐field measurement. No complex analysis of the scattered light field in terms of its polarization is required.  

     This high resolution technique is easy‐to‐implement and highly compatible with standard microscopy systems. It paves the way for a highly precise and accurate characterization of optical systems. In addition, we utilize this method to investigate novel states of the light field and beam‐shift phenomena at the nanoscale. Furthermore, we believe that it will help to improve existing imaging and microscopy methods, such as laser scanning microscopy. Moreover, it can be adapted to allow for the measurement of even purely evanescent fields.  

S. Quabis et al., “Focusing light to a tighter spot,” Opt. Comm., 179, 1 (2000)  

P. Banzer et al., “On the experimental investigation of the electric and magnetic response of a single nano‐ structure,” Opt. Express, 18, 10905 (2010)

T. Bauer, S. Orlov, U. Peschel, P. Banzer and G. Leuchs, „Nanointerferometric amplitude and phase reconstruction of tightly focused vector beams,” Nature Photon., 8, 23–27 (2014)  

P. Banzer, M. Neugebauer, A. Aiello, C. Marquardt, N. Lindlein, T. Bauer and G. Leuchs, “The photonic wheel ‐ demonstration of a state of light with purely transverse angular momentum,” J. Europ. Opt. Soc. Rap. Public. 8, 13032 (2013)  

M. Neugebauer, P. Banzer, T. Bauer, S. Orlov, N. Lindlein, A. Aiello and G. Leuchs, “Geometric spin Hall effect of light in tightly focused polarization tailored light beams,” to be published in Physical Review A (2014)

13.11.2013 Сотрудники ресурсного центра ОЛМИВ приняли участие в работе научного семинара «Лазерные методы в химии» (Подробнее)

12 ноября 2013 в аудитории Химического факультета 04 состоялся научный семинар «Лазерные методы в химии».  

Программа научного семинара:  


Доклад А. Бендерского, Департамент химии, Университета Южной Калифорнии, Лос-Анджелес, США  

Структура и динамика водородных связей на поверхности воды  


Доклад А. Поволоцкого, Кафедра лазерной химии и лазерного материаловедения, Химического факультета СПбГУ  

Оборудование и научные исследования в РЦ «Оптические и лазерные методы исследования вещества»  


Доклад А. Маньшиной, Кафедра лазерной химии и лазерного материаловедения, Химического факультета СПбГУ  

Работы по лазерному материаловедению на кафедре ЛХЛМ  







13.09.2013 Научный семинар INTERTECH Corporation "Современные приборы для ИК и Раман спектроскопии" состоялся 11 сентября в РЦ ОЛМИВ (Подробнее)

11 сентября 2013 года в Ресурсном центре «Оптические и лазерные методы исследования вещества» состоялся семинар INTERTECH Corporation "Современные приборы для ИК и Раман спектроскопии". Компанию INTERTECH представляли старший специалист по оборудованию для ИК-Фурье и КР спектроскопии по Европе, Ближнему Востоку и Африке Бруно Беккард (Bruno J. Beccard) (слева на фото) и технический специалист по оборудованию для ИК и КР спектроскопии Сергей Вадимович Тихомиров (справа на фото).  


Семинар был посвящен обзору современных ИК-Фурье спектрометров производства Thermo Scientific, инфракрасных микроскопов Thermo Scientific и их применению, а так же были рассмотрены вопросы применения ИК-Фурье спектрометров. В семинаре приняли участие сотрудники Химического, Физического и Биологического факультетов СПбГУ, а так же сотрудники Института цитологии РАН (ИНЦ РАН)  


     Кафедра физики твердого тела, Физический факультет СПбГУ.

проф. Агекян В.Ф «Оптическая спектроскопия твердого тела», IV курс, 7 семестр


     Кафедра Оптики, Физический факультет СПбГУ.

проф. Егоров В.С. «Физические процессы в газовых лазерах и элементы лазерной спектроскопии» Магистратура I курс , 1-й и 2-й семестры (5-й год обучения на факультете).

проф. Немец В.М. «Лазеры в современном физическом эксперименте» Магистратура II курс , 3-й семестр (6-й год обучения на факультете).


     Кафедра Общей Физики I, Физический факультет СПбГУ.

проф. Пулькин С.А. «Взаимодействие сильного лазерного излучения с веществом».

проф. Андреев А.А. «Введение в физику высокотемпературной лазерной плазмы».


     Кафедра лазерной химии и лазерного материаловедения, Институт химии СПбГУ.

проф. Тверьянович Ю.С. «Основы лазерного материаловедения» Магистратура по направлению химия, физика и механика материалов I курс, 2-й семестр.

Иванова Т.Ю. «Лазерная когерентная химия» Магистратура (академически-ориентированная модель магистратур) по направлению - 020100 Химия I курс, 2-й семестр.

Маньшина А.А. «Взаимодействие лазерного излучения веществом» Магистратура по направлению химия, физика и механика материалов I курс, 1-й семестр.

Тверьянович А.С. «Оптические свойства стеклообразных полупроводников» Магистратура (академически-ориентированная модель магистратур) по направлению - 020100 Химия II курс, 3-й семестр.