Обратный поток энергии для оптического вихря с произвольным целым топологическим зарядом
Автор: Котляр Виктор Викторович, Налимов Антон Геннадьевич, Ковалв Алексей Андреевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 3 т.42, 2018 года.
Бесплатный доступ
Для произвольного оптического вихря с целым топологическим зарядом m и круговой поляризацией получены явные выражения для всех проекций векторов напряженности электрического и магнитного поля вблизи фокуса, а также выражения для интенсивности (плотности энергии) и потока энергии (проекции вектора Пойнтинга) в плоскости фокуса в апланатической оптической системе. Из полученных выражений следует, что вблизи оптической оси в плоскости фокуса оптического вихря c m > 2 и левой круговой поляризацией обратный поток энергии на самой оптической оси равен нулю и растет по модулю как степень 2(m - 2) радиальной координаты. Также из полученных формул следует, что вблизи плоскости фокуса обратный поток энергии вращается вокруг оптической оси.
Обратный поток, оптический вихрь, вращающиеся пучки, вектор умова - пойнтинга
Короткий адрес: https://sciup.org/140228744
IDR: 140228744 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-3-408-413
Список литературы Обратный поток энергии для оптического вихря с произвольным целым топологическим зарядом
- Richrds, B. Electromagnetic diffraction in optical systems II. Structure of the image field in an aplanatic system/B. Richrds, E. Wolf//Proceedings of the Royal Society A. -1959. -Vol. 253, Issue 1274 -P. 358-379. - DOI: 10.1098/rspa.1959.0200
- Novitsky, A.V. Negative propagation of vector Bessel beams/A.V. Novitsky, D.V. Novitsky//Journal of the Optical Society of America A. -2007. -Vol. 24, Issue 9. -P. 2844-2849. - DOI: 10.1364/JOSAA.24.002844
- Monteiro, P.B. Angular momentum of focused beams: Beyond the paraxial approximation/P.B. Monteiro, P.A.M. Neto, H.M. Nussenzveig//Physical Review A. -2009. -Vol. 79. -033830. - DOI: 10.1103/PhysRevA.79.033830
- Sukhov, S. On the concept of "tractor beams"/S. Sukhov, A. Dogariu//Optics Letters. -2010. -Vol. 35, Issue 22. -P. 3847-3849. - DOI: 10.1364/OL.35.003847
- Котляр, В.В. Формирование и фокусировка векторного оптического вихря с помощью металинзы/В.В. Котляр, А.Г. Налимов//Компьютерная оптика. -2017. -Т. 41, № 5. -P. 645-653. - DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-645-654
- Mitri, F.G. Reverse propagation and negative angular momentum density flux of an optical nondiffracting nonparaxial fractional Bessel vortex beam of progressive waves/F.G. Mitri//Journal of the Optical Society of America A. -2016. -Vol. 33, Issue 9. -P. 1661-1667. - DOI: 10.1364/JOSAA.33.001661
- Salem, M.A. Energy flow characteristics of vector X-wave/M.A. Salem, H. Bagci//Optics Express. -2011. -Vol. 19, Issue 9. -P. 8526-8532. - DOI: 10.1364/OE.19.008526
- Vaveliuk, P. Negative propagation effect in nonparaxial Airy beams/P. Vaveliuk, O. Martinez-Matos//Optics Express. -2012. -Vol. 20, Issue 24. -P. 26913-26921. - DOI: 10.1364/OE.20.026913
- Berry, M.V. Quantum backflow, negative kinetic energy, and optical retro-propagation/M.V. Berry//Journal of Physics A: Mathematical & Theoretical. -2010. -Vol. 43, Issue 41. -415302. - DOI: 10.1088/1751-8113/43/41/415302
- Стафеев, С.С. Поведение продольной компоненты вектора Пойнтинга при острой фокусировке оптических вихрей с круговой поляризацией/С.С. Стафеев, А.Г. Налимов//Компьютерная оптика. -2018. -Т. 42, № 2. -С. 190-196. - DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-2-190-196
- Bekshaev, A.Yu. Transverse energy flow in vectorial fields of paraxial beams with singularities/A.Yu. Bekshaev, M.S. Soskin//Optics Communications. -2007. -Vol. 271, Issue 2. -P. 332-348. - DOI: 10.1016/j.optcom.2006.10.057
- Berry, M.V. Exact and geometrical optics energy trajectories in twisted beams/M.V. Berry, K.T. McDonald//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2008. -Vol. 10, Issue 3. -035005. - DOI: 10.1088/1464-4258/10/3/035005
- Berry, M.V. Optical currents/M.V. Berry//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2009. -Vol. 11, Issue 9. -094001. - DOI: 10.1088/1464-4258/11/9/094001
- Chen, B. Tight focusing of elliptically polarized vortex beams/B. Chen, J. Po//Applied Optics. -2009. -Vol. 48, Issue 7. -P. 1288-1294. - DOI: 10.1364/AO.48.001288
- Dogariu, A. Optically induced 'negative forces'/A. Dogariu, S. Sukhov, J.J. Saenz//Nature Photonics. -2012. -Vol. 7, Issue 1. -P. 24-27. - DOI: 10.1038/nphoton.2012.315
- Shvedov, V. A long-range polarization-controlled optical tractor beam/V. Shvedov, A.R. Davoyan, C. Hnatovsky, N. Engheta, W. Krolikowski//Nature Photonics. -2014. -Vol. 8, Issue 11. -P. 846-850. - DOI: 10.1038/nphoton.2014.242
