Оптический эффект холла высокого порядка в остром фокусе лазерного излучения
Автор: Котляр Виктор Викторович, Стафеев Сергей Сергеевич, Козлова Елена Сергеевна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 5 т.47, 2023 года.
Бесплатный доступ
В работе методом Ричардса-Вольфа, описывающим поведение электромагнитного излучения в остром фокусе, показано, что в плоскости фокуса имеет место спиновый и орбитальный эффекты Холла высокого порядка. Показано, что при фокусировке оптического вихря с единичным топологическим зарядом и линейной поляризацией в плоскости фокуса формируются 4 локальных субволновых области, в которых направление продольной проекции спинового углового момента взаимно противоположное. То есть фотоны, попадающие в соседние области в фокусе, имеют разный спин - это спиновый эффект Холла 2-го порядка. Также показано, что при острой фокусировке суперпозиции цилиндрического векторного пучка m -го порядка и нулевого порядка в плоскости острого фокуса формируются 2 m субволновых областей, в которых направление продольной проекции орбитального углового момента взаимно противоположное. То есть фотоны, попадающие в соседние области в фокусе, имеют осевую проекцию орбитального углового момента разного знака - это орбитальный эффект Холла m -го порядка.
Формализм ричардса-вольфа, спиновый эффект холла, орбитальный эффект холла, цилиндрический векторный пучок, спиновый угловой момент, орбитальный угловой момент
Короткий адрес: https://sciup.org/140301122
IDR: 140301122 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1310
High-order optical hall effect at the tight focus of laser radiation
In this work, by the Richards-Wolf method, which describes the behavior of electromagnetic radiation at the tight focus, it is shown that high-order spin and orbital Hall effects take place in the focal plane. It is shown that when focusing a linearly polarized optical vortex with unit topo-logical charge, four local subwavelength regions are formed in the focal plane, in which directions of the longitudinal projection of the spin angular momentum are opposite in the neighboring re-gions. That is, photons falling into neighboring regions in the focus have the opposite spin. This is the spin Hall effect of the 2nd order. It is also shown that when tightly focusing of superposition of cylindrical vector beams of the m-th order and zero order, 2m subwavelength regions are formed in the plane of tight focus, in which directions of the longitudinal projection of the orbital angular momentum are opposite in the neighboring regions. That is, photons falling into the neighboring regions at the focus have the opposite-sign on-axis projections of the orbital angular momentum. This is the orbital Hall effect of the m-th order.
