Разновидность Фурье-инвариантных Гауссовых пучков
Котляр В.В., Ковалёв А.А., Порфирьев А.П.

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, 443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, д. 34,

ИСОИ РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, 443001, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 151

Аннотация:
Найдено двухпараметрическое семейство астигматических эллиптических Гауссовых (АЭГ) оптических вихрей, которые являются модами свободного пространства с точностью до изменения масштаба и поворота. Рассчитан полный нормированный орбитальный угловой момент астигматических эллиптических Гауссовых вихрей, который может быть целым, дробным и нулевым и который равен алгебраической сумме двух слагаемых, отражающих вклад вихревой и астигматической составляющих светового поля. В любой поперечной плоскости такой пучок представляет собой изолированный n-кратно вырожденный ноль интенсивности на оптической оси (оптический вихрь), внедрённый в эллиптический Гауссов пучок, и имеет, наряду с квадратичной эллиптической фазой, фазу цилиндрической линзы, повернутой на угол 45 градусов по отношению к главным осям эллипса интенсивности Гауссова пучка.

Ключевые слова:
эллиптический Гауссов вихрь, цилиндрическая линза, пространственная мода, орбитальный угловой момент.

Цитирование:
Котляр, В.В.
Разновидность Фурье-инвариантных Гауссовых пучков / В.В. Котляр, А.А. Ковалёв, А.П. Порфирьев // Компьютерная оптика. – 2018. – Т. 42, № 5. – С. 727-735. – DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-5-727-735.

Литература:

  1. Kotlyar, V.V. Astigmatic transforms of an optical vortex for measurement of its topological charge / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.P. Porfirev // Applied Optics. – 2017. – Vol. 56, Issue 14. – P. 4095-4110. – DOI: 10.1364/AO.56.004095.
  2. Bekshaev, A.Ya. Optical vortex symmetry breakdown and decomposition of the orbital angular momentum of light beams / A.Ya. Bekshaev, M.S. Soskin, M.V. Vasnetsov // Journal of the Optical Society of America A. – 2003. – Vol. 20, Issue 8. – P. 1635-1643. – DOI: 10.1364/JOSAA.20.001635.
  3. Denisenko, V. Determination of topological charges of polychromatic optical vortices / V. Denisenko, V. Shvedov, A.S. Desyatnikov, D.N. Neshev, W. Krolikowski, A. Volar, M. Soskin, Y.S. Kivshar // Optics Express. – 2009. – Vol. 17, Is-sue 26. – P. 23374-23379. – DOI: 10.1364/OE.17.023374.
  4. Alperin, S.N. Quantitative measurement of the orbital angular momentum of light with a single, stationary lens / S.N. Alperin, R.D. Niederriter, J.T. Gopinath, M.E. Siemens // Optics Letters. – 2016. – Vol. 41, Issue 21. – P. 5019-5022. – DOI: 10.1364/OL.41.005019.
  5. Alperin, S.N. Angular momentum of topologically structured darkness / S.N. Alperin, M.E. Siemens // Physical Review Letters. – 2017. – Vol. 119. – 203902. – DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.203902.
  6. Abramochkin, E.G. Beam transformations and transformed beams / E.G. Abramochkin, V.G. Volostnikov // Optics Communications. – 1991. – Vol. 83, Issues 1-2. – P. 123-135. – DOI: 10.1016/0030-4018(91)90534-K.
  7. Courtial, J. Gaussian Beams with very high orbital angular momentum / J. Courtial, K. Dholakia, L. Allen, M.J. Padgett // Optics Communications. – 1997. – Vol. 144(4-6). – P. 210-213. – DOI: 10.1016/S0030-4018(97)00376-3.
  8. Kotlyar, V.V. Astigmatic laser beams with a large orbital angular momentum / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.P. Porfirev // Optics Express. – 2018. – Vol. 26, Issue 1. – P. 141-156. – DOI: 10.1364/OE.26.000141.
  9. Chávez-Cedra, S. Elliptic vortices of electromagnetic wave fields / S. Chávez-Cedra, J.C. Gutiérrez-Vega, G.H. New // Optics Letters. – 2001. – Vol. 26, Issue 22. – P. 1803-1805. – DOI: 10.1364/OL.26.001803.
  10. Bandres, M.A. Ince-Gaussian modes of the paraxial wave equation and stable resonators / M.A. Bandres, J.C. Gutiérrez-Vega // Journal of the Optical Society of America A. – 2004. – Vol. 21, Issue 5. – P. 873-880. – DOI: 10.1364/JOSAA.21.000873.
  11. Kotlyar, V.V. Hermite-Gaussian modal laser beams with orbital angular momentum / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev // Journal of the Optical Society of America A. – 2014. – Vol. 31, Issue 2. – P. 274-282. – DOI: 10.1364/JOSAA.31.000274.
  12. Kotlyar, V.V. Vortex Hermite-Gaussian laser beams / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.P. Porfirev // Optics Letters. – 2014. – Vol. 40, Issue 5. – P. 701-704. – DOI: 10.1364/OL.40.000701.
  13. Bekshaev, A.Ya. Transformation of higher-order optical vortices upon focusing by an astigmatic lens / A.Ya. Bekshaev, M.S. Soskin, M.V. Vasnetsov // Optics Communications. – 2004. – Vol. 241, Issues 4-6. – P. 237-247. – DOI: 10.1016/j.optcom.2004.07.023.
  14. Maji, S. Controlled noncannonical vortices from higher-order fractional screw dislocations / S. Maji, M.M. Brundavanam // Optics Letters. – 2017. – Vol. 42, Issue 12. – P. 2322-2325. – DOI: 10.1364/OL.42.002322.
  15. Volyar, A.V. Super pulses of orbital angular momentum in fractional-order spiroid vortex beams / A.V. Volyar, Yu.A. Egorov // Optics Letters. – 2018. – Vol. 43, Issue 1. – P. 74-77. – DOI: 10.1364/OL.43.000074.
  16. Melo, L.A. Direct measurement of the topoloigical charge in elliptical beams using diffraction by a triangular aperture / L.A. Melo, A.J. Jesus-Silva, S. Chavez-Cedra, P.H.S. Ribeiro, W.C. Soares // Scientific Reports. – 2018. – Vol. 8. – 6370. – DOI: 10.1038/s41598-018-24928-5.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20