Оптические фазовые сингулярности и сверхсветовое движение в неограниченном пространстве

Автор: Котляр Виктор Викторович, Ковалв Алексей Андреевич, Налимов Антон Геннадьевич

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 5 т.45, 2021 года.

Бесплатный доступ

В этой работе мы обобщили замечательный результат, полученный Соскиным с соавторами в Physical Review A 56, 4064 (1997). Мы показали, что у осевой суперпозиции двух пучков Лагерра-Гаусса с номерами (0, n ) и (0, m ) и разными радиусами перетяжек топологический заряд до плоскости, на которой радиусы перетяжки становятся одинаковыми, равен m , если радиус перетяжки пучка с номером (0, m ) больше, а после этой плоскости топологический заряд всей суперпозиции равен n . Так получается потому, что у суперпозиции в начальной плоскости имеется оптический вихрь на оптической оси с топологическим зарядом m и еще на окружностях разных радиусов имеются ( n -m ) вихрей с топологическими зарядами +1 и столько же вихрей с топологическими зарядами -1. При приближении пучка к указанной плоскости вихри с топологическим зарядом -1 со скоростью больше скорости света «уходят» на бесконечность, и топологический заряд пучка становится равен n . Если, наоборот, радиус перетяжки пучка с номером (0, m ) меньше, то топологический заряд пучка от начальной плоскости до плоскости, на которой радиусы перетяжки становятся одинаковыми, равен n, а после этой плоскости топологический заряд суперпозиции равен m . Так получается потому, что после указанной плоскости из бесконечности со скоростью больше скорости света «приходят» n-m вихрей с топологическим зарядом -1.

Еще

Оптический вихрь, скрытая фаза, винтовая дислокация, топологический заряд

Короткий адрес: https://sciup.org/140290260

IDR: 140290260   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-879

Список литературы Оптические фазовые сингулярности и сверхсветовое движение в неограниченном пространстве

  • Allen, L. Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes / L. Allen, M. Beijersbergen, R. Spreeuw, J. Woerdman // Physical Review A. - 1992. - Vol. 45, Issue 11. - 8185.
  • Kotlyar, V.V. Topological charge of asymmetric optical vortices / V.V. Kotyar, A.A. Kovalev // Optics Express. -2020. - Vol. 28, Issue 14. - P. 20449-20460. - DOI: 10.1364/OE.394273.
  • Soskin, M.S.Topologicalchargeandangularmomentumofligh tbeamscarringopticalvortex / M.S. Soskin, V.N. Gorshkov, M.V. Vastnetsov, J.T. Malos, N.R. Heckenberg // Physical Review A. - 1997. - Vol. 56, Issue 5. - P. 4064-4075.
  • Berry, M.V. Optical vortices evolving from helicoidal integer and fractional phase steps / M.V. Berry // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. - 2004. - Vol. 6, Issue 2. -P. 259-268.
  • Gotte, J.B. Quantum formulation of fractional orbital angular momentum / J.B. Gotte, S. Franke-Arnold, R. Zambrini, S.M. Barnett // Journal of Modern Optics. - 2007. - Vol. 54, Issue 12. - P. 1723-1738.
  • Jesus-Silva, A.J. Study of the birth of a vortex at Fraunhofer zone / A.J. Jesus-Silva, E.J.S. Fonseca, J.M. Hickmann // Optics Letters. - 2012. - Vol. 37, Issue 21. - P. 4552-4554.
  • Wen, J. Vortex strength and beam propagation factor of fractional vortex beams / J. Wen, L. Wang, X. Yang, J. Zhang, S. Zhu // Optics Express. - 2019. - Vol. 27, Issue 4. - P. 5893-5904.
  • Kotlyar, V.V. Evolution of an optical vortex with an initial fractional topological charge / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.G. Nalimov, A.P. Porfirev // Physical Review A. - 2020. - Vol. 102, Issue 2. - 023516. - DOI: 10.1103/PhysRevA.102.023516.
  • Basistiy, I.V. Optical wavefront dislocations and their properties / I.V. Basistiy, M.S. Soskin, M.V. Vasnetsov // Optics Communications. - 1995. - Vol. 119. - P. 604-612.
  • Alexeyev, C.N. Mutual transformations of fractional-order and integer-order optical vortices / C.N. Alexeyev, Yu.A. Egorov, A.V. Volyar // Physical Review A. - 2017. -Vol. 96. - 063807.
  • Зельдович, Б. Я. Получение светового «зайчика», движущегося в вакууме с произвольной скоростью / Б.Я. Зельдович, Н.Д. Кундикова, Ф.В. Подгорнов, Л.Ф. Рогачева // Квантовая электроника. - 1996. - Т. 23, № 12. - С. 1128-1130.
  • 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.
Еще
Статья научная