Оптические пучки с бесконечным числом вихрей
Автор: Котляр Виктор Викторович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.45, 2021 года.
Бесплатный доступ
При передаче данных с помощью вихревых лазерных пучков носителем информации может являться топологический заряд, теоретическое значение которого не ограничено. Однако, топологический заряд одного отдельного вихря ограничен возможностями его формирования. Поэтому в данной работе проанализированы пучки с неограниченным (счётным) множеством оптических вихрей. Суммарный топологический заряд таких пучков бесконечен. Центры сингулярности фазы (изолированные нули интенсивности) таких пучков, как правило, имеют единичный топологический заряд и расположены эквидистантно (или не эквидистантно) на прямой линии в поперечном сечении пучка. Такие пучки структурно устойчивые и при распространении в пространстве изменяются только масштабно и вращаются. Орбитальный угловой момент таких мультивихревых пучков конечный, так как только конечное число оптических вихрей попадает в область Гауссова пучка с заметной интенсивностью. Остальные центры сингулярности фазы находятся на периферии (и на бесконечности), где интенсивность почти нулевая.
Оптический вихрь, топологический заряд, структурно устойчивый пучок, мультивихревой пучок, орбитальный угловой момент
Короткий адрес: https://sciup.org/140290242
IDR: 140290242 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-858
Список литературы Оптические пучки с бесконечным числом вихрей
- Allen, L. Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes / L. Allen, M.W. Beijersbergen, R.J.C. Spreeuw, J.P. Woerdman // Physical Review A. - 1992. - Vol. 45, Issue 11. - P. 8185-8189.
- Courtial, J. Gaussian beams with very high orbital angular momentum / J. Courtial, K. Dholakia, L. Allen, M.J. Padgett // Optics Communications. - 1997. - Vol. 144. - P. 210-213.
- Campbell, G. Generation of high-order optical vortices using directly machined spiral phase mirrors / G. Campbell, B. Hage, B. Buchler, P. Lam // Applied Optics. - 2012. -Vol. 51. - P. 873-876.
- Chen, Y. Generation and characterization of a perfect vortex beam with a large topological charge through a digital micromirror device / Y. Chen, Z. Fang, Y. Ren, L. Gong, R. Lu // Applied Optics. - 2015. - Vol. 54. - P. 8030-8035.
- Wang, C. Generation and measurement of high-order optical vortices by using the cross phase / C. Wang, Y. Ren, T. Liu, C. Luo, S. Qiu, Z. Li, H. Wu // Applied Optics. -2020. - Vol. 59. - P. 4040-4047.
- Chen, D. High-order cylindrical vector beams with tunable topological charge up to 14 directly generated from a microchip laser with high beam quality and high efficiency / D. Chen, Y. Miao, H. Fu, H. He, J. Tong, J. Dong // APL Photonics. - 2019. - Vol. 4. - 106106.
- 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/A0.56.004095.
- Kumar, P. Modified Mach-Zehnder interferometer for determining the high-order topological charge of Laguerre-Gaussian vortex beams / P. Kumar, N. Nishchal // Journal of the Optical Society of America A. - 2019. - Vol. 36. - P. 1447-1455.
- Li, Y. Measuring the topological charge of vortex beams with gradually changing-period spiral spoke grating / Y. Li, Y. Han, Z. Cui // IEEE Photonics Technology Letters. -2020. - Vol. 32, Issue 2. - P. 101-104.
- Nape, I. Enhancing the modal purity of orbital angular momentum photons / I. Nape, B. Sephton, Y.-W. Huang, A. Valles, C.-W. Qiu, A. Ambrosio, F. Capasso, A. Forbes // APL Photonics. - 2020. - Vol. 5. - 070802.
- Hong, S. Hollow silica photonic crystal fiber guiding 101 orbital angular momentum modes without phase distortion in C+ L band / S. Hong, Y.S. Lee, H. Choi, C. Quan, Y. Li, S. Kim, K. Oh // Journal of Lightwave Technology. - 2020. - Vol. 38, Issue 5. - P. 1010-1018.
- Fickler, R. Quantum entanglement of angular momentum states with quantum numbers up to 10010 / R. Fickler, G. Campbell, B. Buchler, P.K. Lam, A. Zeilinger // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2016. - Vol. 113, Issue 48. - P. 13642-13647.
- Serna, J. Orbital angular momentum of partially coherent beams / J. Serna, J. Movilla // Optics Letters. - 2001. -Vol. 26. - P. 405-407.
- 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.
- Indebetouw, G. Optical Vortices and Their Propagation / G. Indebetouw // Journal of Modern Optics. - 1993. -Vol. 40, Issue 1. - P. 73-87.
- Abramochkin, E.G. Spiral-type beams: optical and quantum aspects / E.G. Abramochkin, V.G. Volostnikov // Optics Communications. - 1996. - Vol. 125, Issues 4-6. - P. 302-323.
- Абрамочкин, Е.Г. Современная оптика гауссовых пучков / Е.Г. Абрамочкин, В.Г. Волостников. - Москва: Физматлит, 2010.
- Siegman, A.E. Lasers / A.E. Siegman. - University Science, 1986.
- Kotlyar, V.V. Vortex astigmatic Fourier-invariant Gaussian beams / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.P. Porfirev // Optics Express. - 2019. - Vol. 27, Issue 2. - P. 657-666. - DOI: 10.1364ЮЕ.27.000657.
- Прудников, А.П. Интегралы и ряды. Специальные функции / А.П. Прудников, Ю.А. Брычков, О.И. Маричев - М.: Наука, 1983.
