Ранее авторами было предсказано, что при острой фокусировке лазерного оптического вихря с топологическим зарядом 2 (или -2) и левой (правой) круговой поляризацией в плоскости фокуса (числовая апертура больше 0,9) на оптической оси возникает обратный поток световой энергии. На рисунке показано как обратный поток энергии в остром фокусе обнаруживает себя в эксперименте. И фокусировка, и наблюдение осуществлялись двумя одинаковыми микрообъективами (х100, NA=0,95). Использовался лазер с длиной волны 532 нм, мощностью 100мВт. Вихревой пучок формировался с помощью жидкокристаллического модулятора света, а круговая поляризация реализовывалась с помощью четвертьволновой пластинки. Прямой поток энергии регистрировался с помощью CCD-матрицы. Свет в плоскости фокуса вблизи оптической оси внутри круга диаметром примерно 300 нм не может попасть к наблюдателю (из-за обратного направления потока энергии). Поэтому обратный поток в плоскости наблюдения проявляет себя в виде пятна Пуассона диаметром 300 нм, которое возникает на оптической оси из-за дифракции прямого потока света на границе круга, внутри которого поток обратный.

а) б)

Рис. Экспериментальное распределение потока энергии (а) и его сечения по декартовым осям (б) в остром фокусе (числовая апертура 0,95) вихревого лазерного пучка с  топологическим зарядом 2 и левой круговой поляризацией

Публикация:
Kotlyar VV, Stafeev SS, Nalimov AG, Kovalev AA, Porfirev AP. Mechanism of formation of an inverse energy flow in a sharp focus. Phys.Rev. A 2020; 101: 033811. DOI: 10.1103/PhysRevA.101.033811.