Обратный канонический поток энергии вблизи начальной плоскости у непараксиального 2D sinc-пучка
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.50, 2026 года.
Бесплатный доступ
В работе рассмотрено несколько 2D непараксиальных световых полей вблизи начальной плоскости (sinc-пучок, гауссов пучок и пучок Ханкеля). Рассматривая эти пучки как ТЕ-поляризованные, теоретически и численно показано, что у этих пучков в начальной плоскости имеет место обратный канонический поток энергии. Отрицательное значение продольной проекции вектора канонического потока означает, что продольная производная фазы отрицательная и, значит, локальный волновой вектор направлен против положительного направления оптической оси. Обратный поток возникает в присутствии затухающих волн. Хотя сами затухающие волны, бегущие вдоль начальной плоскости, не переносят энергии вдоль оптической оси, перпендикулярной начальной плоскости, но они участвуют в формировании обратного потока. Вблизи начальной плоскости амплитуда светового поля состоит из линейной комбинации амплитуд распространяющихся и затухающих волн. Поэтому последние участвуют в формировании фазовой функции амплитуды всего поля и влияют на знак продольной производной фазы. Для sinc-пучка обратный поток возникает в первых боковых лепестках интенсивности, там, где у стоячей затухающей волны имеются нечетные пучности.
Короткий адрес: https://sciup.org/140316461
IDS: 140316461 | DOI: 10.18287/COJ1752
Reverse canonical energy flux near the initial plane of a non-paraxial 2D sinc-beam
In this paper, several 2D non-paraxial light fields near the initial plane (including a sinc beam, Gaussian beam and Hankel beam) are considered. These TE-polarized beams are shown theoretically and numerically to have a reverse canonical energy flux in the initial plane. The negative value of the longitudinal projection of the canonical flux vector means that the longitudinal derivative of the phase is negative, and hence the local wave vector is directed against the positive direction of the optical axis. The reverse flux occurs in the presence of evanescent waves. Although the evanescent waves themselves traveling along the initial plane do not transfer energy along the optical axis perpendicular to the initial plane, they nonetheless participate in the formation of the reverse flux. Near the initial plane, the amplitude of the light field consists of a linear combination of amplitudes of the propagating and evanescent waves. Therefore, the evanescent waves participate in the formation of the phase function of the amplitude of the entire field and affect the sign of the longitudinal phase derivative. For a sinc-beam, the backflow occurs in the first intensity side lobes, where the standing evanescent wave has odd-numbered antinodes.
