Асимметричные лазерные гипергеометрические пучки
Автор: Котляр Виктор Викторович, Ковалв Алексей Андреевич, Абрамочкин Евгений Григорьевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 5 т.43, 2019 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрены асимметричные пучки Куммера (аК-пучки), скалярная комплексная амплитуда которых пропорциональна функции Куммера (вырожденной гипергеометрической функции). Эти пучки являются точным решением параксиального уравнения распространения (уравнения типа Шредингера) и получаются из обычных симметричных гипергеометрических пучков путём комплексного смещения координат. При распространении аК-пучки слабо изменяют свою интенсивность и вращаются вокруг оптической оси. Эти пучки -пример вихревых лазерных пучков с дробным орбитальным угловым моментом, величина которого зависит от четырёх параметров: топологического заряда вихря, величины смещения, параметра логарифмического аксикона и степени радиального сомножителя. Изменяя эти параметры, можно управлять орбитальным угловым моментом пучка: непрерывно увеличивать или уменьшать его.
Оптический вихрь, асимметричный лазерный пучок, функция куммера, гипергеометрическая функция, логарифмический аксикон, орбитальный угловой момент
Короткий адрес: https://sciup.org/140246506
IDR: 140246506 | DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-5-735-740
Asymmetric hypergeometric laser beams
Here we study asymmetric Kummer beams (aK-beams) with their scalar complex amplitude being proportional to the Kummer function (a degenerate hypergeometric function). These beams are an exact solution of the paraxial propagation equation (Schrodinger-type equation) and obtained from the conventional symmetric hypergeo metric beams by a complex shift of the transverse coordinates. On propagation, the aK-beams change their intensity weakly and rotate around the optical axis. These beams are an example of vortex laser beams with a fractional orbital angular momentum (OAM), which depends on four parameters: the vortex topological charge, the shift magnitude, the logarithmic axicon parameter and the degree of the radial factor. Changing these parameters, it is possible to control the beam OAM, either continuously increasing or decreasing it.
Список литературы Асимметричные лазерные гипергеометрические пучки
- Kotlyar, V.V. Family of hypergeometric laser beams / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev // Journal of the Optical Society of America A. - 2008. - Vol. 25, Issue 1. - P. 262-270. - DOI: 10.1364/JOSAA.25.000262
- Janicijevic, L.J. Fraunhofer diffraction of a Gaussian beam by a four-sector binary grating with a half period fringes shift between adjacent sectors / L.J. Janicijevic, S. Topuzoski, L. Stoyanov, A. Dreischuh // Optical and Quantum Electronics. - 2019. -Vol. 51. - 71.
- Kotlyar, V.V. Asymmetric Bessel modes / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, V.A. Soifer // Optics Letters. - 2014. - Vol. 39, Issue 8. -P. 2395-2398. - DOI: 10.1364/OL.39.002395
- Kovalev, A.A. Asymmetric Laguerre-Gaussian beams / A.A. Kovalev, V.V. Kotlyar, A.P. Porfirev // Physical Review A. - 2016. - Vol. 93, Issue 6. - 063858. - DOI: 10.1103/PhysRevA.93.063858
- Durnin, J. Diffraction-free beams / J. Durnin, J.J. Miceli, J.H. Eberly // Physical Review Letters. - 1987. - Vol. 58. - P. 14991501.
- Allen, L. Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes / L. Allen, M.W. Beijersbergen, R.J.C. Spreeuw, J.P. Woerdman // Physical Review A. - 1992. - Vol. 45. - P. 8185-8189.
- Barcelo-Chong, A. Asymmetric Mathieu beams / A. Barcelo-Chong, B. Estrada-Portillo, A. Canales-Benavides, S. Lopez-Aguayo // Chinese Optics Letters. - 2018. - Vol. 16, Issue 12. - 122601.
- Zhao, Q. Shaping diffraction-free Lommel beams with digital binary amplitude masks / Q. Zhao, L. Gong, Y.M. Li // Applied Optics. -2015. - Vol. 54, Issue 25. - P. 7553-7558.
- Anguiano-Morales, M. Self-healing properties of asymmetric Bessel beams / M. Anguiano-Morales // Optical and Quantum Electronics. - 2018. - Vol. 50. - 363.
- Wu, Q. Study of the nonparaxial propagation of asymmetric Bessel-Gauss beams by using virtual source method / Q. Wu, Z. Ren // Optics Communications. - 2019. - Vol. 432. - P. 8-12.
- Alam, S.U. Nonlinear frequency doubling characteristics of asymmetric vortices of tunable, broad orbital angular momentum spectrum / S.U. Alam, A.S. Rao, A. Ghosh, P. Vaity, G.K. Samanta // Applied Physics Letters. - 2018. - Vol. 112, Issue 17. -171102.
- Седлецкий, А.М. Асимптотика нулей вырожденной гипергеометрической функции / А.М. Седлецкий // Математические заметки. - 2007. - Т. 82, Вып. 2. - С. 262-271.
- Абрамовиц, М. Справочник по специальным функциям / М. Абрамовиц, И. Стиган. - М.: Наука, 1979.
