Номер скирмиона для обобщенного векторного пучка Пуанкаре
Автор: Котляр В.В., Ковалёв А.А., Телегин А.М.
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 1 т.49, 2025 года.
Бесплатный доступ
Исследованы два начальных векторных поля типа пучков Пуанкаре, которые можно рассматривать как оптические скирмионы – топологические квазичастицы. Для них получены явные выражения для проекций трёхмерного векторного поля скирмиона в начальной плоскости и номера скирмионов, которые пропорциональны топологическим зарядам оптических вихрей, входящих в пучки Пуанкаре. Получена новая конструктивная формула для эффективного расчета номера скирмиона через проекции нормированного вектора Стокса, а не через проекции векторного поля скирмиона. Номера скирмионов, рассчитанные по известной и новой формуле, совпадают. Показано также, что номера каждой проекции трёхмерного векторного поля скирмиона равны одной третьей от полного номера скирмиона. Моделирование подтверждает выводы теории.
Квазичастица, оптический скирмион, пучок Пуанкаре, оптический вихрь, вектор Стокса, номер скирмиона
Короткий адрес: https://sciup.org/140310435
IDR: 140310435 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1507
Skyrmion number for a generalized vector Poincaré beam
We investigate two initial vector Poincaré-type light fields that can be treated as optical skyrmions – topological quasiparticles. For such fields, explicit expressions are obtained for the components of a 3D-vector skyrmionic field in the initial plane as well as for the skyrmion numbers, proportional to the topological charges of the optical vortices constituting the Poincaré beams. A new constructive formula is derived for effective calculation of the skyrmion number via the components of the normalized Stokes vector, rather than via the components of the vector skyrmion field. The skyrmion numbers computed by the well known and new formulae coincide. We also show that each component of the 3D-vector skyrmion field has a number equal to one third of the full skyrmion number. The numerical simulation results are consistent with the theoretical conclusions.
