Спиновый и орбитальный эффекты Холла в остром фокусе осевой суперпозиции двух цилиндрических векторных пучков с номерами разной четности
Автор: Котляр В.В., Ковалёв А.А., Стафеев С.С., Телегин А.М.
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 3 т.49, 2025 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрена острая фокусировка осевой суперпозиции двух цилиндрических векторных пучков разных порядков. У такой суперпозиции в начальной плоскости индекс поляризационной сингулярности равен полусумме номеров двух цилиндрических векторных пучков в суперпозиции. У такой суперпозиции в начальной плоскости нет спинового углового момента и нет поперечного потока энергии. Показано, что при разной четности номеров двух цилиндрических векторных пучков в плоскости фокуса формируются области с продольной проекцией спинового углового момента разного знака и области с поперечным вращением световой энергии по замкнутым траекториям в разные стороны (по часовой и против часовой стрелки). То есть в плоскости фокуса имеют место продольные спиновый и орбитальный эффекты Холла. Если номера двух цилиндрических векторных пучков имеют одинаковую четность, то в плоскости фокуса поляризация неоднородная линейная и поток энергии (вектор Умова–Пойнтинга) имеет только продольную компоненту.
Цилиндрический векторный пучок, поляризационная сингулярность, острая фокусировка, спиновый угловой момент, спиновый эффект Холла, орбитальный эффект Холла
Короткий адрес: https://sciup.org/140310479
IDR: 140310479 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1549
Spin and orbital Hall effects in the tight focus of coaxial superposition of two cylindrical vector beams of different-parity orders
We study tight focusing of coaxial superposition of two cylindrical vector beams (CVB) of different orders. In the initial plane, the polarization singularity index of such superposition equals the half-sum of the orders of the two constituent CVBs. Such superposition has neither spin angular momentum (SAM) nor transverse energy flow in the initial plane. We demonstrate that if two constituent CVBs are of different-parity orders, then, in the focal plane, there occur regions with nonzero longitudinal SAM components of alternating sign, alongside regions where opposite-handed transverse energy flows are rotating along closed paths (clockwise and counterclockwise). This means that the longitudinal spin and orbital Hall effects arise in the focal plane. On the contrary, if the two CVBs are of same-parity orders, polarization in the focal plane is inhomogeneous linear and the energy flow (Umov-Poynting vector) only has an on-axis component.