Особенности непараксиального распространения гауссовых и бесселевых мод вдоль оси кристалла
Автор: Хонина Светлана Николаевна, Волотовский Сергей Геннадьевич, Харитонов Сергей Иванович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 3 т.37, 2013 года.
Бесплатный доступ
В работе аналитически и численно показано, что непараксиальные модовые лазерные пучки при распространении вдоль оси кристалла испытывают периодическое изменение интенсивности, связанное с интерференцией обыкновенного и необыкновенного лучей. Для пучков Бесселя период осцилляций обратно пропорционален квадрату пространственной частоты лазерного пучка и разности диэлектрических проницаемостей. Для линейно-поляризованного излучения происходит периодическое перераспределение энергии между двумя поперечными компонентами, а для пучка с круговой поляризацией энергия перекачивается из исходного пучка в вихревой пучок второго порядка и обратно. Полученная зависимость позволяет согласовывать параметры падающего пучка с длиной кристалла для полного преобразования в вихревой пучок. Для гауссовых пучков аналогичные периодические изменения носят нелинейный характер. Моды Лагерра–Гаусса с высоким радиальным порядком в непараксиальном режиме демонстрируют поведение, близкое к бесселевым модам на небольших расстояниях. С увеличением расстояния периодичность замедляется, а сам пучок астигматически искажается.
Одноосный кристалл, модовые лазерные пучки высокого порядка, периодическое изменение интенсивности, преобразование в вихревой пучок
Короткий адрес: https://sciup.org/14059171
IDR: 14059171
Features of nonparaxial propagation of Gaussian and Bessel beams along the axis of the crystal
It is analytically and numerically shown that nonparaxial mode laser beams propagating along the axis of a crystal demonstrate the periodic change of intensity connected with an interference of ordinary and extraordinary beams. For Bessel beams the oscillation period inversely proportional to a square of spatial frequency of a laser beam and a difference of dielectric permittivity. For the linearly-polarized radiation there is a periodic redistribution of energy between two transversal components, and for beams with circular polarization energy is pumped from an initial beam into the vortex beam of the second order and vice-versa. The received dependence allows to select parameters of an incident beam with length of a crystal for full transformation to the vortex beam. For Gaussian beams similar periodic changes have nonlinear character. Laguerre-Gaussian laser modes with high radial order show a behavior close to Bessel beams on small distances. With increase of a distance the length of a period is increasing and the beam is astigmatically deforming.
