Орбитальный угловой момент астигматического пучка Эрмита-Гаусса
Автор: Котляр Виктор Викторович, Ковалв Алексей Андреевич, Порфирьев Алексей Петрович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 1 т.42, 2018 года.
Бесплатный доступ
Получена явная формула для нормированного орбитального углового момента для эллиптического пучка Эрмита-Гаусса (ЭГ) с номером (0, n ), сфокусированного цилиндрической линзой. Этот орбитальный угловой момент может быть по модулю как больше n, так и меньше n. Если цилиндрическая линза фокусирует не эллиптический, а обычный пучок Эрмита-Гаусса, то он также будет обладать орбитальным угловым моментом как большим, так и меньшим по модулю, чем эллиптический пучок Эрмита-Гаусса. При n = 0 этот пучок становится астигматическим Гауссовым пучком, но будет по-прежнему обладать орбитальным угловым моментом. С помощью двух интерферограмм восстановлена фаза астигматического Гауссова пучка, с помощью которой рассчитан нормированный орбитальный угловой момент. Значения орбитального углового момента, рассчитанные по теоретической формуле и с помощью гибридного модельно-экспериментального метода, отличаются всего на 6 %.
Орбитальный угловой момент, эллиптический пучок эрмита-гаусса, восстановление фазы
Короткий адрес: https://sciup.org/140228699
IDR: 140228699 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-1-13-21
Список литературы Орбитальный угловой момент астигматического пучка Эрмита-Гаусса
- Grier, D. A revolution in optical manipulation/D. Grier//Nature. -2003. -Vol. 424. -P. 810-816. - DOI: 10.1038/nature01935
- Kuga, T. Novel optical trap of atoms with a doughnut beam/T. Kuga, Y. Torii, N. Shiokawa, T. Hirano, Y. Shimizu, H. Sasada//Physical Review Letters. -1997. -Vol. 78, Issue 25. -P. 4713-4716. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.78.4713
- Bernet, S. Quantitative imaging of complex samples by spiral phase contrast microscopy/S. Bernet, A. Jesacher, S. Fürhapter, C. Maurer, M. Ritsch-Marte//Optics Express. -2006. -Vol. 14, Issue 9. -P. 3792-3805. - DOI: 10.1364/OE.14.003792
- Willig, K.I. STED microscopy reveals that synaptotagmin remains clustered after synaptic vesicle exocytosis/K.I. Willig, S.O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, S.W. Hell//Nature. -2006. -Vol. 440. -P. 935-939. - DOI: 10.1038/nature04592
- Wang, J. Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing/J. Wang, J. Yang, I.M. Fazal, N. Ahmed, Y. Yan, H. Huang, Y. Ren, Y. Yue, S. Dolinar, M. Tur, A.E. Willner//Nature Photonics. -2012. -Vol. 6. -P. 488-496. - DOI: 10.1038/nphoton.2012.138
- Mair, A. Entanglement of the orbital angular momentum states of photons/A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, A. Zeilinger//Nature. -2001. -Vol. 412. -P. 313-316. - DOI: 10.1038/35085529
- Courtial, J. Gaussian beams with very high orbital angular momentum/J. Courtial, K. Dholakia, L. Allen, M.J. Padgett//Optics Communications. -1997. -Vol. 144, Issues 4-6. -P. 210-213. - DOI: 10.1016/S0030-4018(97)00376-3
- Abramochkin, E. Beam transformations and nontransformed beams/E. Abramochkin, V. Volostnikov//Optics Communications. -1991. -Vol. 83, Issues 1-2. -P. 123-135. - DOI: 10.1016/0030-4018(91)90534-K
- Izdebskaya, Y. Vortex-bearing array of singular beams with very high orbital angular momentum/Y. Izdebskaya, T. Fadeyeva, V. Shvedov, A. Volyar//Optics Letters. -2006. -Vol. 31, Issue 17. -P. 2523-2525. - DOI: 10.1364/OL.31.002523
- Li, Z. Generation of high-order optical vortices with asymmetrical pinhole plates under plane wave illumination/Z. Li, M. Zhang, G. Liang, X. Li, X. Chen, C. Cheng//Optics Express. -2013. -Vol. 21, Issue 13. -P. 15755-15764. - DOI: 10.1364/OE.21.015755
- Krenn, M. On small beams with large topological charge/M. Krenn, N. Tischler, A. Zeilinger//New Journal of Physics. -2016. -Vol. 18. -033012. - DOI: 10.1088/1367-2630/18/3/033012
- Zheng, S. Measuring orbital angular momentum (OAM) states of vortex beams with annular gratings/S. Zheng, J. Wang//Scientific Reports. -2017. -Vol. 7. -40781. - DOI: 10.1038/srep40781
- Vieira, J. High orbital angular momentum harmonic generation/J. Vieira, R.M.G.M. Trines, E.P. Alves, R.A. Fonseca, J.T. Mendonca, R. Bingham, P. Norreys, L.O. Silva//Physical Review Letters. -2016. -Vol. 117, Issue 26. -265001. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.265001
- 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, Issue 27. -P. 8030-8035. - DOI: 10.1364/AO.54.008030
- Jesacher, A. Holographic optical tweezers for object manipulations at an air-liquid surface/A. Jesacher, S. Furhapter, C. Maurer, S. Bernet, M. Ritsch-Marte//Optics Express. -2006. -Vol. 14, Issue 13. -P. 6342-6352. - DOI: 10.1364/OE.14.006342
- Fickler, R. Quantum entanglement of high angular momenta/R. Fickler, R. Lapkiewicz, W.N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, A. Zeilinger//Science. -2012. -Vol. 338(6107). -P. 640-643. - DOI: 10.1126/science.1227193
- Campbell, G. Generation of high-order optical vortices using directly machined spiral phase mirrors/G. Campbell, B. Hage, B. Buchler, P.K. Lam//Applied Optics. -2012. -Vol. 51(7). -P. 873-876. - DOI: 10.1364/AO.51.000873
- Shen, Y. Generation and interferometric analysis of high charge optical vortices/Y. Shen, G.T. Campbell, B. Hage, H. Zou, B.C. Buchler, P.K. Lam//Journal of Optics. -2013. -Vol. 15, Issue 4. -044005. - DOI: 10.1088/2040-8978/15/4/044005
- Mafakheri, E. Realization of electron vortices with large orbital angular momentum using miniature holograms fabricated by electron beam lithography/E. Mafakheri, A.H. Tavabi, P. Lu, R. Balboni, F. Venturi, C. Menozzi, G.C. Gazzadi, S. Frabboni, A. Sit, R.E. Dunin-Borkowski, E. Karimi, V. Grillo//Applied Physics Letters. -2017. -Vol. 110, Issue 9. -093113. - DOI: 10.1063/1.4977879
- Fickler, R. Quantum entanglement of angular momentum states with quantum number up to 10010/R. Fickler, G. Campbell, B. Buchler, P.K. Lam, A. Zeilinger//Proceedings of the National Academy of Sciences. -2016. -Vol. 113, Issue 48. -P. 13642-13647. - DOI: 10.1073/pnas.1616889113
- Kotlyar, V.V. Vortex-free laser beam with an orbital angular momentum/V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev//Computer Optics. -2017. -Vol. 41(4). -P. 573-576. - DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-4-573-576
- Котляр, В.В. Орбитальный угловой момент астигматического Гауссова лазерного пучка/В.В. Котляр, А.А. Ковалёв//Компьютерная оптика. -2017. -Т. 41, № 5. -C. 609-616. - DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-5-609-616
- Molina-Terriza, G. Observation of the dynamical inversion of the topological charge of an optical vortex/G. Molina-Terriza, J. Recolons, J.P. Torres, L. Torner, E.M. Wright//Physical Review Letters. -2001. -Vol. 87, Issue 2. -023902. - DOI: 10.1103/PhysRevLett.87.023902
- Интегралы и ряды. Специальные функции/А.П. Прудников, Ю.А. Брычков, О.И. Маричев. -М.: Наука, 1983. -752 с.
- Справочник по специальным функциям/под ред. М. Абрамовица, И. Стиган. -М.: Наука, 1979. -832 с.
Статья научная
