Пучки Фурье-Бесселя с конечной энергией
Автор: Котляр Виктор Викторович, Ковалв Алексей Андреевич, Калинкина Дарья Сергеевна, Козлова Елена Сергеевна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.45, 2021 года.
Бесплатный доступ
В данной работе рассматривается новый вид пучков Бесселя, обладающих свойством Фурье-инвариантности и поэтому названных пучками Фурье-Бесселя. Данные пучки в отличие от известных пучков Бесселя имеют слабые боковые лепестки. Получены аналитические выражения для комплексной амплитуды поля в начальной плоскости и дальней зоне. Данные пучки обладают конечной энергией, хотя у них нет Гауссовой огибающей. В исходной плоскости и в зоне Фраунгофера их комплексная амплитуда пропорциональна функции Бесселя дробного порядка (нечетное целое число, деленное на 6). По сравнению с модами Лагерра-Гаусса с нулевым радиальным индексом, такие пучки имеют меньшее внутреннее темное пятно. Такие пучки могут генерироваться пространственным модулятором света и применяться в телекоммуникациях, интерферометрии и при захвате металлических частиц.
Оптические вихри, фурье-инвариантные пучки, пучки бесселя
Короткий адрес: https://sciup.org/140290244
IDR: 140290244 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-864
Список литературы Пучки Фурье-Бесселя с конечной энергией
- Durnin, J. Exact solutions for nondiffracting beams. I. The scalar theory/ J. Durnin // Journal of the Optical Society of America A. - 1987. - Vol. 4, Issue 4. - P. 651-654. - DOI: 10.1364/JOSAA.4.000651.
- Gutiérrez-Vega, J.C. Alternative formulation for invariant optical fields: Mathieu beams / J.C. Gutiérrez-Vega, M.D. Iturbe-Castillo, S. Chávez-Cerda // Optics Letters. -2000. - Vol. 25, Issue 20. - P. 1493-1495. - DOI: 10.1364/0L.25.001493.
- Bandres, M.A. Parabolic nondiffracting optical wave fields / M.A. Bandres, J.C. Gutiérrez-Vega, S. Chávez-Cerda // Optics Letters. - 2004. - Vol. 29, Issue 1. - P. 44-46. -DOI: 10.1364/OL.29.000044.
- McLeod, J.H. The axicon: a new type of optical element / J.H. McLeod // Journal of the Optical Society of America. 1954. - Vol. 44, Issue 8. - P. 592-597. - DOI: 10.1364/JOSA.44.000592.
- Indebetouw, G. Nondiffracting optical fields: some remarks on their analysis and synthesis / G. Indebetouw // Journal of the Optical Society of America A. - 1989. - Vol. 6, Issue 1. -P. 150-152. - DOI: 10.1364/JOSAA.6.000150.
- Kotlyar, V.V. Optimal phase element for generating a perfect optical vortex / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.P. Porfirev // Journal of the Optical Society of America A. - 2016. - Vol. 33, Issue 13. - P. 2376-2384. - DOI: 10.1364/JOSAA.33.002376.
- Gori, F. Bessel-Gauss beams / F. Gori, G. Guattari, C. Padovani // Optics Communications. - 1987. - Vol. 64, Issue 6. - P. 491-495. - DOI: 10.1016/0030-4018(87)90276-8.
- Caron, C.F.R. Bessel-modulated Gaussian beams with quadratic radial dependence / C.E.R. Caron, R.M. Potvliege // Optics Communications. - 1999. - Vol. 164, Issues 1-3. -P. 83-93. - DOI: 10.1016/S0030-4018(99)00174-1.
- Li, G. New generalized Bessel-Gauss laser beams / G. Li, H. Lee, E. Wolf // Journal of the Optical Society of America A. - 2004. - Vol. 21, Issue 4. - P. 640-646. - DOI: 10.1364/JOSAA.21.000640.
- Kotlyar, V.V. Hankel-Bessel laser beams / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, V.A. Soifer // Journal of the Optical Society of America A. - 2012. - Vol. 29, Issue 5. - P. 741-747. -DOI: 10.1364ATOSAA.29.000741.
- Kotlyar, V.V. Asymmetric Bessel modes / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, V.A. Soifer // Optics Letters. - 2014. - Vol. 39, Issue 8. - P. 2395-2398. - DOI: 10.1364/OL.39.002395.
- Kotlyar, V.V. Asymmetric Bessel-Gauss beams / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, R.V. Skidanov, V.A. Soifer // Journal of the Optical Society of America A. - 2014. -Vol. 31, Issue 9. - P. 1977-1983. - DOI: 10.1364/J0SAA.31.001977.
- Hebri, D. Combined half-integer Bessel-like beams: A set of solutions of the wave equation / D. Hebri, S. Rasouli // Physical Review A. - 2018. - Vol. 98. - 043826. - DOI: 10.1103/PhysRevA.98.043826.
- Ismail, Y. Shape invariant higher-order Bessel-like beams carrying orbital angular momentum / Y. Ismail, N. Khilo, V. Belyi, A. Forbes // Journal of Optics. - 2012. - Vol. 14, Issue 8. - 085703. - DOI: 10.1088/2040-8978/14/8/085703.
- Pei, S.C. Eigenfunctions of linear canonical transform / S.C. Pei, J.J. Ding // IEEE Transactions on Signal Processing. - 2002. - Vol. 50, Issue 1. - P. 11-26. - DOI: 10.1109/78.972478.
- Siegman, A.E. Lasers / A.E. Siegman. - Mill Valey, California: University Science Books, 1986. - 1283 p.
- Goodman, J.W. Introduction to Fourier optics / J.W. Goodman. - 2nd ed. - New York: McGraw-Hill; 1996. - 491 p.
- Integrals and series. Volume 2: Special functions / A.P. Prudnikov, Y.A. Brychkov, O.I. Marichev. - New York: Gordon and Breach, 1986. - 640 p.
- Wen, Y. Compact and high-performance vortex mode sorter for multi-dimensional multiplexed fiber communication systems / Y. Wen, I. Chremmos, Yu. Chen, G. Zhu, J. Zhang, J. Zhu, Ya. Zhang, J. Liu, S. Yu // Optica. - 2020. - Vol. 7, Issue 3. - P. 254-262. - DOI: 10.1364/OPTICA.385590.
- Cao, W. Determination of effective parameters of fishnet metamaterials with vortex based interferometry / W. Cao, J. Gao, X. Yang // Optics Express. - 2020. - Vol. 28, Issue 14. - P. 20051-20061. - DOI: 10.1364/OE.391873.
- Cicek, K. Integrated vortex beam emitter device for optical manipulation / K. Cicek, A. Kocyigit, R. Topkaya, X. Cai // Applied Optics. - 2020. - Vol. 59, Issue 10. - P. 31793182. - DOI: 10.1364/AO.384838.
