Цифровая сортировка пучков Эрмита-Гаусса: анализ спектра мод и топологический заряд возмущённого пучка Лагерра-Гаусса

Цифровая сортировка пучков Эрмита-Гаусса: анализ спектра мод и топологический заряд возмущённого пучка Лагерра-Гаусса

Автор: Воляр Александр Владимирович, Абрамочкин Евгений Григорьевич, Егоров Юрий Александрович, Брецько Михаил Владимирович, Акимова Яна Евгеньевна

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 4 т.44, 2020 года.

Бесплатный доступ

Разработан и реализован экспериментально метод измерения спектров амплитуд и начальных фаз и топологического заряда пучков Лагерра-Гаусса в базисе мод Эрмита-Гаусса. Теоретически обоснован и воплощён на эксперименте метод измерения топологического заряда невозмущённых пучков Лагерра-Гаусса с различными значениями радиальных и азимутальных чисел посредством астигматического преобразования на цилиндрической линзе. Показано, что измеренные спектры мод Эрмита-Гаусса позволяют определить орбитальный угловой момент и топологический заряд, а также осуществить цифровую сортировку мод Эрмита-Гаусса с последующим восстановлением реального сингулярного пучка.

Еще

Дифракционная оптика, орбитальный угловой момент, моменты интенсивности

Короткий адрес: https://sciup.org/140250016

IDR: 140250016   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-747

Список литературы Цифровая сортировка пучков Эрмита-Гаусса: анализ спектра мод и топологический заряд возмущённого пучка Лагерра-Гаусса

  • Soifer, V.A. Laser beam mode selection by computer-generated holograms / V.A. Soifer, M.A. Golub. - Boca Raton: CRC Press, 1994. - 215 p. - 978-0-8493-2476-5. ISBN: 978-0-8493-2476-5
  • Khonina, S.N. Generation and selection of laser beams represented by a superposition of two angular harmonics / S.N. Khonina, V.V. Kotlyar, V.A. Soifer, K. Jefimovs, J. Turunen // Journal of Modern Optics. - 2004. - Vol. 51, Issue 5. - P. 761-773. - DOI: 10.1080/09500340408235551
  • Kotlyar, V.V. Vortex laser beams / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.P. Porfirev. - Boca Raton: CRC Press, 2018. - 404 p. - 978-1-1385-4211-2. ISBN: 978-1-138-54211-2
  • Khonina, S.N. Optical vortices in a fiber: Mode division multiplexing and multimode self-imaging / S.N. Khonina, N.L. Kazanskiy, V.A. Soifer. - In: Recent Progress in Optical Fiber Research / ed. by M. Yasin. - Ch. 15. - London: InTech, 2012. - 978-953-307-823-6. - P. 327-352. ISBN: 978-953-307-823-6
  • Izdebskaya, Y. Focusing of wedge-generated higher-order optical vortices / Y. Izdebskaya, V. Shvedov, A. Volyar // Optics Letters. - 2005. - Vol. 30, Issue 19. - P. 2530-2532. - DOI: 10.1364/OL.30.002530
  • Berkhout, G.C.G. Efficient sorting of orbital angular momentum states of light / G.C.G. Berkhout, M.P.J. Lavery, J. Courtial, M.W. Beijersbergen, M.J. Padgett // Physical Review Letters. - 2010. - Vol. 105. - 153601. -
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.153601
  • Bouchard, F. Measuring azimuthal and radial modes of photons / F. Bouchard, N.H. Valencia, F. Brandt, R. Fickler, M. Huber, M. Malik // Opt. Express. - 2018. - Vol. 26, Issue 24. - P. 31925-31941. -
  • DOI: 10.1364/OE.26.031925
  • Andersen, J.M. Characterizing vortex beams from a spatial light modulator with collinear phase-shifting holography / J.M. Andersen, S.N. Alperin, A.A. Voitev, W.G. Holtzmann, J.T. Gopinath, M.E. Simens // Applied Optics. - 2019. - Vol. 58. - P. 404-409. -
  • DOI: 10.1364/AO.58.000404
  • Volyar, A.V. Measurement of the vortex spectrum in a vortex beam array without cuts and gluing of the wavefront / A. Volyar, M. Bretsko, Ya. Akimova, Yu. Egorov // Optics Letters. - 2018. - Vol. 43, Issue 22. - P. 5635-5638. -
  • DOI: 10.1364/OL.43.005635
  • Volyar, A.V. Measurement of the vortex and orbital angular momentum spectra with a single cylindrical lens / A. Volyar, M. Bretsko, Ya. Akimova, Yu. Egorov // Applied Optics. - 2019. - Vol. 58, Issue 21. - P. 5748-5755. -
  • DOI: 10.1364/AO.58.005748
  • Volyar, A.V. Orbital angular momentum and informational entropy in perturbed vortex beams / A. Volyar, M. Bretsko, Ya. Akimova, Yu. Egorov // Optics Letters. - 2019. - Vol. 44, Issue 21. - P. 5687-5690. -
  • DOI: 10.1364/OL.44.005687
  • Volyar, A.V. Digital sorting of optical vortices in perturbed singular beams / A.V. Volyar, M.V. Bretsko, Ya.E. Akimova, Yu.A. Egorov. - In: Nonlinear optics - From solitons to similaritons / İ. Bakırtaş, N. Antar. - London: InTech, 2020. - 23 p. -
  • DOI: 10.5772/intechopen.91419
  • Volyar, A. Vortex avalanche in the perturbed singular beams / A. Volyar, M. Bretsko, Y. Akimova, Y. Egorov // Journal of the Optical Society of America A. - 2019. - Vol. 36, Issue 6. - P. 1064-1071. -
  • DOI: 10.1364/JOSAA.36.001064
  • Kotlyar, V.V. Topological charge of a linear combination of optical vortices: topological competition / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.V. Volyar // Optics Express. - 2020. - Vol. 28, Issue 6. - P. 8266-8281. -
  • DOI: 10.1364/OE.386401
  • Котляр, В.В. Топологическая стабильность оптических вихрей при дифракции на случайном фазовом экране / В.В. Котляр, А.А. Ковалёв, А.П. Порфирьев // Компьютерная оптика. - 2019. - Т. 43, Вып. 6. - С. 917-925. -
  • DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-6-917-925
  • 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. 4095-4104. -
  • DOI: 10.1364/AO.56.004095
  • Abramochkin, E. General astigmatic transform of Hermite-Laguerre-Gaussian beams / E. Abramochkin, E. Razueva, V. Volostnikov // Journal of the Optical Society of America A. - 2010. - Vol. 27, Issue 11. - P. 2506-2513. -
  • DOI: 10.1364/JOSAA.27.002506
  • Абрамочкин, Е.Г. Современная оптика гауссовых пучков / Е.Г. Абрамочкин, В.Г. Волостников. - М.: Физматлит, 2010. - 184 с. - 978-5-9221-1216-1.
  • ISBN: 9785922112161
  • Chen, Y.F. Originating an integral formula and using the quantum Fourier transform to decompose the Hermite-Laguerre-Gaussian modes into elliptical orbital modes / Y.F. Chen, Y.H. Hsieh, K.F. Huang // OSA Continuum. - 2018. - Vol. 1, Issue 2. - P. 744-754. -
  • DOI: 10.1364/OSAC.1.000744
  • Allen, L. Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes / L. Allen, M.W. Beijersergen, R.J.C. Spreeuw, J.P. Woerdman // Physical Review A. - 1992. - Vol. 45, Issue 11. - P. 8185-8189. -
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.45.8185
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp