(48-5) 01 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Энергетическое соотношение для усиления спинового эффекта Холла в суперпозиции осесимметричных пучков с цилиндрической и линейной поляризацией
А.А. Ковалёв 1,2, В.В. Котляр 1,2

1 Институт систем обработки изображений, НИЦ «Курчатовский институт»,
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, 1556 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1480

Страницы: 649-654.

Аннотация:
Исследован спиновый угловой момент суперпозиции двух векторных световых пучков с вращательной симметрией, один из которых имеет цилиндрическую поляризацию, а другой – линейную. Оба пучка могут иметь произвольную радиальную форму. Получено аналитическое выражение для спинового углового момента, и доказаны два его свойства. Первое свойство со-стоит в том, что изменение весовых коэффициентов суперпозиции не меняет форму распреде-ления плотности спинового углового момента, тогда как форма интенсивности меняется. Со-гласно второму свойству, максимальная плотность спинового углового момента достигается, когда оба составляющих пучка в суперпозиции имеют одинаковую энергию.

Ключевые слова:
параксиальный векторный пучок, цилиндрическая поляризация, линейная поляризация, спиновый эффект Холла, спиновый угловой момент.

Благодарности
Работа выполнена при поддержке Российского на-учного фонда (грант № 23-12-00236) в частях теории и моделирования и по государственному заданию НИЦ «Курчатовский институт» в частях «Введение» и «Заключение».

Цитирование:
Ковалёв, А.А. Энергетическое соотношение для усиления спинового эффекта Холла в суперпозиции осесимметричных пучков с цилиндрической и линейной поляризацией / А.А. Ковалёв, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2024. – Т. 48, № 5. – С. 649-654. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1480.

Citation:
Kovalev AA, Kotlyar VV. Energy rule for enhancing the spin Hall effect in superposition of axisymmetric beams with cylindrical and linear polarization. Computer Optics 2024; 48(5): 649-654. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1480.

References:
  1. Angelsky OV, Bekshaev AY, Maksimyak PP, Maksimyak AP, Hanson SG, Zenkova CY. Orbital rotation without orbital angular momentum: Mechanical action of the spin part of the internal energy flow in light beams. Opt Express 2012; 20: 3563-3571. DOI: 10.1364/OE.20.003563.
  2. Onoda M, Murakami S, Nagaosa N. Hall effect of light. Phys Rev Lett 2004; 93: 083901. DOI: 10.1103/PhysRevLett.93.083901.
  3. Leyder C, Romanelli M, Karr JP, Giacobino E, Liew TCH, Glazov MM, Kavokin AV, Malpuech G, Bramati A. Observation of the optical spin Hall effect. Nat Phys 2007; 3(9): 628-631. DOI: 10.1038/nphys676.
  4. Bliokh KYu. Geometrical optics of beams with vortices: Berry phase and orbital angular momentum Hall effect. Phys Rev Lett 2006; 97: 043901. DOI: 10.1103/PhysRevLett.97.043901.
  5. Zhang J, Zhou XX, Ling XH, Chen SZ, Luo HL, Wen SC. Orbit-orbit interaction and photonic orbital Hall effect in reflection of a light beam. Chin Phys B 2014; 23(6): 064215. DOI: 10.1088/1674-1056/23/6/064215.
  6. Fu S, Guo C, Liu G, Li Y, Yin H, Li Z, Chen Z. Spin-orbit optical Hall effect. Phys Rev Lett 2019; 123(24): 243904. DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.243904.
  7. Li H, Ma Ch, Wang J, Tang M, Li X. Spin-orbit Hall effect in the tight focusing of a radially polarized vortex beam. Opt Express 2021; 29(24): 39419-39427. DOI: 10.1364/OE.443271.
  8. Kotlyar VV, Stafeev SS, Kovalev AA, Zaitsev VD. Spin Hall effect before and after the focus of a high-order cylindrical vector beam. Appl Sci 2022; 12(23): 12218. DOI: 10.3390/app122312218.
  9. Kovalev AA, Kotlyar VV, Stafeev SS. Spin Hall effect in the paraxial light beams with multiple polarization singularities. Micromachines 2023; 14(4): 777. DOI: 10.3390/mi14040777.
  10. Angelsky OV, Mokhun II, Bekshaev AY, Zenkova CY, Zheng J. Polarization singularities: Topological and dynamical aspects. Front Phys 2023; 11: 1147788. DOI: 10.3389/fphy.2023.1147788.
  11. Zhan Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications. Adv Opt Photon 2009; 1: 1-57. DOI: 10.1364/AOP.1.000001.
  12. Kogelnik H, Li T. Laser beams and resonators. Appl Opt 1966; 5: 1550-1567. DOI: 10.1364/AO.5.001550.
  13. Gori F, Guattari G, Padovani C. Bessel-Gauss beams. Opt Commun 1987; 64(6): 491-495. DOI: 10.1016/0030-4018(87)90276-8.
  14. Karimi E, Zito G, Piccirillo B, Marrucci L, Santamato E. Hypergeometric-Gaussian beams. Opt Lett 2007; 32(21): 3053-3055. DOI: 10.1364/OL.32.003053.
  15. Hebri D, Rasouli S. Combined half-integer Bessel-like beams: a set of solutions of the wave equation. Phys Rev A 2018; 98(4): 043826. DOI: 10.1103/PhysRevA.98.043826.

© 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