.../Структура/Лаборатория Лазерных Измерений

Эллиптические идеальные оптические вихри

Исследованы идеальные оптические вихри с эллиптической формой. Как и обычные круговые идеальные вихри, эллиптические идеальные оптические вихри (ЭИОВ) имеют диаметры, которые не зависят от топологического заряда. Для эффективной генерации такого ЭИОВ предлагается оптимальный фазовый оптический элемент. Интенсивность ЭИОВ, генерируемого этим элементом, на порядок выше, чем у ЭИОВ, генерируемого дифракцией Фраунгофера эллиптического пучка Бесселя. Получены точные аналитические выражения для плотности орбитального момента (OУM) и для полного OУM ЭИОВ. Эти выражения показывают, что OУM ЭИОВ может быть дробным и всегда превосходит OУM обычного кругового идеального оптического вихря, равного топологическому заряду. Экспериментально подтверждена независимость размеров эллипсов от топологического заряда, который определяется интерферометрически. Такие ЭИОВ могут быть использованы для перемещения микроскопических частиц вдоль эллипса с ускорением, а также для генерации связанных с OAM фотонов.

Рассчитанные  амплитуда (a, d, g) и фаза (b, e, h),
экспериментальная интенсивность (c, f, i) в фокусе сферической линзы идеального эллиптического вихря (отношение осей эллипса 1:3) с топологическими зарядами m:  (a) 3, (b) 7, (a) 20. Размер кадров 4.5× 4.5 мм. Вставлена увеличенная фаза (b, e, h).

Схема (а) и фазы m=3, a/b: 1(b), 1.5 (c), 3 (d).  
Длина  волны: 532 нм.

Optik  156, 49-59 (2018).

Публикация:
A.A. Kovalev, V.V. Kotlyar, A.P. Porfirev. A highly efficient element for generating elliptic perfect optical vortices, App. Phys. Lett., v.110, p.261102 (2017).