Электрооптическая корректировка преобразования пучков Бесселя вдоль оси кристалла ниобата бария – стронция
Хонина С.Н., Паранин В.Д.

 

Институт систем обработки изображений РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Самара, Россия,
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия

Аннотация:
Теоретически исследовано электрически управляемое преобразование пучков Бесселя, распространяющихся вдоль оптической оси электрооптического кристалла ниобата бария – стронция. Компьютерное моделирование показало возможность динамического изменения распределения интенсивности пучка на выходе из анизотропного кристалла за счет изменения показателей преломления в результате приложенного напряжения. На основе теоретического анализа и численного моделирования определено управляющее напряжение, необходимое для корректировки преобразования пучка Бесселя нулевого порядка, сформированного дифракционным аксиконом, в вихревой пучок Бесселя второго порядка.

Ключевые слова :
пучки Бесселя, анизотропный кристалл, вихревой пучок, электрооптическое управление, кристалл ниобата бария – стронция.

Цитирование:
Хонина, С.Н. Электрооптическая корректировка преобразования пучков Бесселя вдоль оси кристалла ниобата бария – стронция / С.Н. Хонина, В.Д. Паранин // Компьютерная оптика. – 2016. – Т. 40, № 4. – С. 475-481. – DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-4-475-481.

Литература:

  1. Ye, Q. High-efficiency electrically tunable diffraction grating based on a transparent lead magnesium niobate-lead titanite electro-optic ceramic / Q. Ye, L. Qiao, H. Cai, R. Qu // Optics Letters. – 2011. – Vol. 36, Issue 13. – P. 2453-2455. – DOI: 10.1364/OL.36.002453.
  2. Paranin, V.D. Methods to control parameters of a diffraction grating on the surface of lithium niobate electro-optical crystal / V.D. Paranin // Technical Physics. – 2014. – Vol. 59(11). – P. 1723-1727. – DOI: 10.1134/S1063784214110206.
  3. Computer Design of Diffractive Optics / D.L. Golovashkin, V.V. Kotlyar, V.A. Soifer, L.L. Doskolovich, N.L. Kazanskiy, V.S. Pavelyev, S.N. Khonina, R.V. Skidanov; ed. by V.A. Soifer. – Oxford, Cambridge, Philadelphia, New Delhi: Woodhead Publishing, 2012. – 896 p. – ISBN: 978-1-84569-635-1.
  4. Zhu, W. Electro-optically generating and controlling right- and left-handed circularly polarized multiring modes of light beams / W. Zhu, W. She // Optics Letters. – 2012. – Vol. 37(14). – P. 2823-2825. – DOI: 10.1364/OL.37.002823.
  5. Zhu, W. Electrically controlling spin and orbital angular momentum of a focused light beam in a uniaxial crystal / W. Zhu, W. She // Optics Express. – 2012. – Vol. 20, Issue 23. – P. 25876-25883. – DOI: 10.1364/OE.20.025876.
  6. Cagniot, E. Transverse superresolution technique involving rectified Laguerre-Gaussian LG0p beams / E. Cagniot, M. Fromager, T. Godin, N. Passilly, K. Aït-Ameur // Journal of the Optical Society of America A. – 2011. – Vol. 28, Issue 8. – P. 1709-1715. – DOI: 10.1364/JOSAA.28.001709.
  7. Yao, A.M. Orbital angular momentum: origins, behavior and applications / A.M. Yao, M.J. Padgett // Advances in Optics and Photonics. – 2011. – Vol. 3, Issue 2. – P. 161-204. – DOI: 10.1364/AOP.3.000161.
  8. Soifer, V.A. Optical Microparticle Manipulation: Advances and New Possibilities Created by Diffractive Optics / V.A. Soifer, V.V. Kotlyar, S.N. Khonina // Physics of Particles and Nuclei. – 2004. – Vol. 35, Issue 6. – P. 733-766.
  9. Matsuoka, Y. The characteristics of laser micro drilling using a Bessel beam / Y. Matsuoka, Y. Kizuka, T. Inoue // Applied Physics A. – 2006. – Vol. 84, Issue 4. – P. 423-430. – DOI: 10.1007/s00339-006-3629-6.
  10. Алфёров, С.В. О возможности управления лазерной абляцией при острой фокусировке фемтосекундного излучения / С.В. Алфёров, С.В. Карпеев, С.Н. Хонина, К.Н. Тукмаков, О.Ю. Моисеев, С.А. Шуляпов, К.А. Иванов, А.Б. Савельев-Трофимов // Квантовая электроника. – 2014. – Т. 44, № 11. – С. 1061-1065. – DOI: 10.1070/QE2014v044n11ABEH015471.
  11. Paranin, V.D. Transformation of Bessel beams in c-cuts of uniaxial crystals by varying the emission source wavelength / V.D. Paranin, S.V. Karpeev, S.N. Khonina // Journal of Russian Laser Research. – 2016. – Vol. 37(3). – P. 250-253. – DOI: 10.1007/s10946-016-9567-7.
  12. Паранин, В.Д. Управление оптическими свойствами кристалла CaCO3 в задачах формирования вихревых пучков Бесселя путём нагрева / В.Д. Паранин, С.Н. Хонина, С.В. Карпеев // Автометрия. – 2016. – Т. 52, № 2. – P. 81-87. – DOI: 10.15372/AUT20160210.
  13. Паранин, В.Д. Управление формированием вихревых пучков Бесселя в с-срезах одноосных кристаллов за счёт изменения расходимости пучка / В.Д. Паранин, С.В. Карпеев, С.Н. Хонина // Квантовая электроника. – 2016. – Т. 46, № 2. – С. 163-168.
  14. Хонина, С.Н. Особенности непараксиального распространения гауссовых и бесселевых мод вдоль оси кристалла / Хонина, С.Н., Волотовский С.Г., Харитонов С.И. // Компьютерная оптика. – 2013. – Т. 37, № 3. – С. 297-306.
  15. Khonina, S.N. Comparative investigation of nonparaxial mode propagation along the axis of uniaxial crystal / S.N. Khonina, S.I. Kharitonov // Journal of Modern Optics. – 2015. – Vol. 62(2). – P. 125-134. – DOI: 10.1080/09500340.2014.959085.
  16. Khonina, S.N. Implementation of ordinary and extraordinary beams interference by application of diffractive optical elements / S.N. Khonina, S.V. Karpeev, A.A. Morozov, V.D. Paranin // Journal of Modern Optics. – 2016. – Vol. 63, Issue 13. – P. 1239-1247. – DOI: 10.1080/09500340.2015.1137368.
  17. Vasara, A. Realization of general nondiffracting beams with computer-generated holograms / A. Vasara, J. Turunen, A.T. Friberg // Journal of the Optical Society of America A. – 1989.– Vol. 6. – P. 1748-1754. – DOI: 10.1364/JOSAA.6.001748.
  18. Khonina, S.N. Effective transformation of a zero-order Bessel beam into a second-order vortex beam using a uniaxial crystal / S.N. Khonina, A.A. Morozov, S.V. Karpeev //  Laser Physics. – 2014. – Vol. 24(5). – 056101 (5 pp). – DOI: 10.1088/1054-660X/24/5/056101.
  19. Полещук, А.Г. Синтез дифракционных оптических элементов в полярной системе координат: анализ погрешностей изготовления и их измерение / А.Г. Полещук, В.П. Коронкевич, В.П. Корольков, А.А. Харисов, В.В. Черкашин // Автометрия. – 1997. – № 6. – С. 42-56.
  20. Устинов, А.В. Анализ дифракции лазерного излучения на аксиконе с числовой апертурой выше предельной / А.В. Устинов, С.Н. Хонина // Компьютерная оптика, 2014. – Т. 38, № 2. – С. 213-222.
  21. Агафонов, А.Н. Анализ зависимости разрешающей способности технологии локального термохимического окисления от параметров структуры светочувствительной плёнки хрома / А.Н. Агафонов, О.Ю. Моисеев, А.А. Корлюков // Компьютерная оптика. – 2010. – Т. 34, № 1. – С. 101-108.
  22. Ярив, А. Оптические волны в кристаллах: пер. с англ. / А. Ярив, П. Юх. – М.: Мир, 1987. – 616 с.
  23. Кузьминов, Ю.С. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением / Ю.С. Кузьминов. – М.: Наука, 1982. – 400 с.
  24. Волк, Т.Р. Процесс поляризации кристаллов ниобата бария – стронция в импульсных полях / Т.Р. Волк, Д.В. Исаков, Л.И. Ивлева // Физика твердого тела. – 2003. – Т. 45, Вып. 8. – С. 1463-1468.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20