(45-5) 01 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Острая фокусировка пучков с V-точками поляризационной сингулярности
В.В. Котляр 1,2, А.Г. Налимов 1,2, С.С. Стафеев 1,2, А.А. Ковалёв 1,2

1 ИСОИ РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН,
443001, Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 151,

2 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва,
443086, Россия, г. Самара, Московское шоссе, д. 34

 PDF, 1738 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-884

Страницы: 643-653.

Аннотация:
В работе теоретически и численно показано, что векторное световое поле n-го порядка с центральной V-точкой, в которой направление линейной поляризации не определено, и с индексом поляризационной сингулярности n, которое имеет вид «цветка» с 2(n–1) лепестками, при острой фокусировке формирует поперечное распределение интенсивности с 2(n–1) локальными максимумами. А векторное световое поле с индексом поляризационной сингулярности –n, которое имеет вид «паутины» с 2(n+1) ячейками, при острой фокусировке формирует в плоскости фокуса поперечное распределение интенсивности с 2(n+1) локальными максимумами. В фокусе в нулях интенсивности формируются либо 2(n–1), либо 2(n+1) V-точек с чередующимися индексами +1 и –1.

Ключевые слова:
векторный световой пучок, топологический заряд, поляризационная сингулярность.

Благодарности
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 18-29-20003) в части «Индекс поляризационной сингулярности векторного поля в начальной плоскости», Российского научного фонда (грант 18-19-00595) в части «Число локальных максимумов интенсивности в фокусе векторного поля», а также Министерства науки и высшего образования РФ в рамках выполнения работ по Государственному заданию ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН в части «Моделирование».

Цитирование:
Котляр, В.В. Острая фокусировка пучков с V-точками поляризационной сингулярности / В.В. Котляр, А.Г. Налимов, С.С. Стафеев, А.А. Ковалёв // Компьютерная оптика. – 2021. – Т. 45, № 5. – С. 643-653. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-884.

Citation:
Kotlyar VV, Nalimov AG, Stafeev SS, Kovalev AA. Sharp focusing of beams with V-point polarization singularities. Computer Optics 2021; 45(5): 643-653. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-884.

Литература:
  1. Liu, Z. Generation of arbitrary vector vortex beams on hybrid-order Poincare sphere / Z. Liu, Y. Liu, Y. Ke, Y. Liu, W. Shu, H. Luo, S. Wen // Photonics Research. – 2017. – Vol. 5, Issue 1. – 15.
  2. Fu, S. Tailoring arbitrary hybrid Poincare beams through a single hologram / S. Fu, Y. Zhai, T. Wang, C. Yin, C. Gao // Applied Physics Letters. – 2017. – Vol. 111, Issue 21. – 211101.
  3. Zhang, Y. Spin-controlled massive channels of hybrid-order Poincare sphere beams / Y. Zhang, P. Chen, S. Ge, T. Wei, J. Tang, W. Hu, Y. Lu. // Applied Physics Letters. – 2020. – Vol. 117, Issue 8. – 081101.
  4. Liu, J. Generation of arbitrary cylindrical vector vortex beams with cross-polarized modulation / J. Liu, X. Chen, Y. He, L. Lu, H. Ye, G. Chai, S. Chen, D. Fan // Results in Physics. – 2020. – Vol. 19. – 103455.
  5. Arora, G. Detection of degenerate Stokes index states / G. Arora, S. Deepa, S.N. Khan, P. Senthilkumaran // Scientific Reports. – 2020. – Vol. 10. – 20759.
  6. Arora, G. Hybrid order Poincare spheres for Stoks singularities / G. Arora, R. Rajput, P. Senthilkumaran // Optics Letters. – 2020. – Vol. 45. – P. 5136-5139.
  7. Stafeev, S.S. Subwavelength gratings for polarization conversion and focusing of laser light / S.S. Stafeev, V.V. Kotlyar, A.G. Nalimov, M.V. Kotlyar, L. O’Faolain // Photonic and Nanostructures – Fundamentals and Applications. – 2017. – Vol. 27(November). – P. 32-41. – DOI: 10.1016/j.photonics.2017.09.001.
  8. Lochab, P. Designer vector beams maintaining a robust intensity profile on propagation through turbulence / P. Lochab, P. Senthilkumaran, K. Khare // Physical Review A. – 2018. – Vol. 98. – 023831.
  9. Berry, M.V. Geometry of phase and polarization singularities illustrated by edge diffraction and the tides / M.V. Berry // Proceedings of SPIE. – 2001. – Vol. 4403. – DOI: 10.1117/12.428252.
  10. Freund, I. Polarization singularity indices in Gaussian laser beams / I. Freund // Optics Communications. – 2002. – Vol. 201. – P. 251-270.
  11. Kovalev, A.A. Gaussian beams with multiple polarization singularities / A.A. Kovalev, V.V. Kotlyar // Optics Communications. – 2018. – Vol. 423. – P. 111-120. – DOI: 10.1016/j.optcom.2018.04.023.
  12. Berry, M.V. Optical vortices evolving from helicoidal integer and fractional phase steps. Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. – 2004. – Vol. 6, Issue 2. – P. 259-268. – DOI: 10.1088/1464-4258/6/2/018.
  13. Основы оптики / M. Борн, Э. Вольф. – М.: Наука, 1973. – 720 с.
  14. Zhan, Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications / Q. Zhan // Advances in Optics and Photonics. – 2009. – Vol. 1. – P. 1-57.
  15. Котляр, В.В. Острая фокусировка светового поля с поляризационной и фазовой сингулярностью произвольного порядка / В.В. Котляр, С.С. Стафеев, А.А. Ковалев // Компьютерная оптика. –2019. – Т. 43, № 3. – С. 337-346. – DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-3-337-346.
  16. Richards, B. Electromagnetic diffraction in optical systems. II. Structure of the image field in an aplanatic system / B. Richards, E. Wolf // Proceedings of the Royal Society A. – 1959. – Vol. 253, Issue 1274. – P. 358-379.
  17. Kotlyar, V.V. Topological charge of a linear combination of optical vortices: topological competition / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, A.V. Volyar // Optics Express. – 2020. – Vol. 28, Issue 6. – P. 8266-8281. – DOI: 10.1364/OE.386401.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20