Дослідження процесу конверсії оптичних вихорів в параксіальному сингулярному пучку з початковою циркулярною поляризацією, нахиленому відносно вісі кристалу. Розрахунок зони поляризаційних сингулярностей. Збереження проекцій повного кутового моменту.
Аннотация к работе
Зокрема, аналізується найбільш поширений випадок розповсюдження пучка під малим кутом до оптичної вісі кристалу. В процесі досліджень варіюються параметри початкової поляризації у вхідній площині кристалу, параметри сингулярного пучка та параметри самого кристалу. Головний висновок авторів - нахилені пучки в кристалі зазнають природну еліптичну деформацію в поперечному перерізі, величина якої пропорційна різниці звичайного й незвичайного показників заломлення в кристалі. У ряді робіт [7,8] було показано, що циркулярно поляризований пучок Гауса на вході в кристал при розповсюдженні уздовж оптичної вісі перетворюється у в два пучки з ортогональними циркулярними поляризаціями. Винятковою властивістю сингулярних пучків, що пройшли кристал, являється наявність у пучка двох фокусів: такий пучок складається з 4х пучків з різною кривизною хвильового фронту.Знайдено, що до теперішнього часу не існує відносно простих методів аналізу еволюції сингулярностей в пучках, які розповсюджуються нахилено до оптичної вісі кристалу. У другому розділі представлена модель параксіального пучку, що розповсюджується під малими кутами до оптичної вісі кристалу [4*]. Проте малий нахил пучку відносно вісі кристала викликає зісковзування цього вихору з вісі пучку, так що при досить великих кутах нахилу вихор покидає пучок. Крім того пучок втрачає частину орбітального моменту в результаті зміщення вихору з подвійним топологічним зарядом в лівоциркулярно поляризованої компоненті пучку. Детальний аналіз процесів перетворення скалярних та векторних сингулярностей в пучку показує, що траєкторія може бути розділена умовно на 4 ділянки: I - початкова ділянка, вільного розповсюдження початкового вихору; II - ділянка інтенсивних топологічних реакцій; III - ділянка в околиці критичних кутів, де сингулярні пучки розщеплюються; IV - асимптотична ділянка, для відносно великих довжин або кутів кристалу або порівняно великих кутів нахилу.
План
2. Основний зміст роботи
Список литературы
1*. Fadeyeva T.A. Transverse shift of a high-order paraxial vortex-beam induced by a homogeneous anisotropic medium / T.A. Fadeyeva, A.F. Rubass, A.V. Volyar // Physical Review A. - 2009. - V. 79, ? 5. - P.053815-1-12.
2*. Fadeyeva T.A. Indistinguishability limit for off-axis vortex beams in uniaxial crystals / T. Fadeyeva, Yu. Egorov, A. Rubass, G.A. Swartzlander, Jr., and A. Volyar // Optics Letters. - 2007. - V. 32, I. 21. - P. 3116-3118.
3*. Fadeyeva T.A. Quadrefringence of optical vortices in a uniaxial crystal / Tatyana Fadeyeva, Alexander Rubass, Yuriy Egorov, Alexander Volyar, Grover Swartzlander, Jr. // JOSA A. - 2008. - V. 25, ? 7. - P. 1634-1641.
4*. Fadeyeva T.A. The matrix model of the vortex-beam quadrefringence in a uniaxial crystal / T.A. Fadeyeva, A.F. Rubass, A.V. Volyar // Ukrainian Journal of Physical Optics. - 2009. - ? 3, V. 10. - P. 109-123.
5*. Egorov Yu.A. White optical vortices in LINBO3 crystal / Yuriy A. Egorov, Tatyana A. Fadeyeva, Alexander F. Rubass, Alexander V. Volyar // Proceedings of SPIE. - 2006. - V. 5582. - P. 286-295.
6*. Rubass A.F. Focusing of coherent Laguerre-Gaussian beams after uniaxial crystals / A.F. Rubass, Yu.A. Egorov, T.A. Fadeyeva, A.V. Volyar // Proceedings of SPIE. - 2006. - V. 6023. - P. 60230U - 60230Y.
7*. Fadeyeva T.A. Conoscopic patterns and quadrefringence of a singular beam in a uniaxial crystal / T. Fadeyeva, A. Rubass, K. Kotlyarov, A. Volyar, G. Swartzlander, Jr // Proceedings of SPIE. - 2008. - V. 7008. - P. 700807-700808.
8*. Rubass A.F. Transformation and unfolding of polarization singularities in off-axis vortex beams transmitting through uniaxial crystals / A.F. Rubass, K.I. Kotlyarov, Yu.A. Egorov, O.K. Khasanov // Proceedings of SPIE. - 2008. - V. 7008. - P. 70080K- 70080L.
Список цитованої літератури
1. Soskin M.S. Singular optics / M.S. Soskin, M.V. Vasnetsov // Progress in optics. - 2001. - V. 42. - P. 219-276.
2. Berry M.V. Singularities in Waves and Rays / M.V. Berry ed. R Balian, M Kleman and J P Poirier // Physics of Defects. Les Houches Session XXXV. - 1981. - Amsterdam: North-Holland / American Elsevier. - P. 453-543
3. Ciattoni A. Vectorial theory of propagation in uniaxially anisotropic media / A. Ciattoni, B. Crosignani, P.Di Porto // Journal of Optical Society of America A. - 2001. - V. 18, ? 7. - P. 1656 - 1661.
4. Fleck J.A. Beam propagation in uniaxial anisotropic media / J.A. Fleck Jr., M.D. Feit // Journal of Optical Society of America. - 1983. - V. 73, ? 7. - P. 920-926.
5. Ciattoni A. Angular momentum dynamics of a paraxial beam in a uniaxial crystal / A. Ciattoni, G. Cincotti, C. Palma // Physical Review E. - 2003. - V. 67. - P. 036618 -1-10.
6. Brasselet E. Dynamics of optical spin-orbit coupling in uniaxial crystals / Etienne Brasselet, Yana Izdebskaya, Vladen Shvedov [et al.] // Optics Letters. - 2009. - V. 34, ? 7. - P. 1021-1023.
7. Egorov Yu. The fine structure of singular beams in crystals: colours and polarization / Yu. Egorov, T. Fadeyeva, A. Volyar // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. - 2004. - V. 6. - P. S217-S228.
8. Volyar A.V. Generation of Singular Beams in Uniaxial Crystals / A.V. Volyar, T.A. Fadeeva // Optics and Spectroscopy. - 2003. - V. 94, ? 2. - P. 235-244.
9. Flossmann F. Polarization Singularities from unfolding an optical vortex through a Birefringent Crystal / Florian Flossmann, Ulrich T. Schwarz, Max Maier, Mark R. Dennis // Physical Review Letters. - 2005. - V. 95. - P. 253901-1-4.