Том 30, номер 11, статья № 1

Аннотация:

Исследована структура интерференционного поля, являющегося результатом сложения волновых полей субпучков, апертуры которых размещены на сторонах правильных шестиугольников. Поле на каждой субапертуре представляет собой усеченный гауссов пучок с постоянным фазовым сдвигом между соседними субапертурами, таким образом, что при обходе по периметру шестиугольника полный фазовый набег становится кратным 2π. Установлено, что полный орбитальный момент синтезированного пучка равен нулю. В центральной части пучка существует область, в пределах которой интеграл от плотности орбитального углового момента дает значение, равное единице, а циркуляция от градиента фазы по границе этой области дает единичный топологический заряд.

Ключевые слова:

вихревой пучок, массив когерентных излучателей, орбитальный угловой момент, топологический заряд

Список литературы:

1. Willner A.E., Huang H., Yan Y., Ren Y., Ahmed N., Xie G., Bao C., Li L., Cao Y., Zhao Z., Wang J., Lavery M.P.J., Tur M., Ramachandran S., Molisch A.F., Ashrafi N., Ashrafi S. Optical communications using orbital angular momentum beams // Adv. Opt. Photon. 2015. V. 7, N 1. P. 66–106.
2. Yao A.M., Padgett M.J. Orbital angular momentum: Origins, behavior and applications // Adv. Opt. Photon. 2011. V. 3. P. 161–204.
3. Allen L., Beijersbergen M.W., Spreeuw R.J.C., Woerdman J.P. Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre–Gaussian laser modes // Phys. Rev. A. 1992. V. 45, N 11. P. 8185–8189.
4. Aksenov V.P., Kolosov V.V., Filimonov G.A., Pogutsa C.E. Orbital angular momentum of a laser beam in a turbulent medium: Preservation of the average value and variance of fluctuations // J. Opt. 2016. V. 18. P. 054013.
5. Lachinova S.L., Vorontsov M.A. Exotic laser beam engineering with coherent fiber-array systems // J. Opt. 2013. V. 15. P. 105501.
6. Aksenov V.P., Dudorov V.V., Kolosov V.V. Vortex beam generation based on fiber array combining and propagation through a turbulent atmosphere // Proc. SPIE. 2016. V. 9979. P. 997908-1–997908-12.
7. Dudorov V.V., Aksenov V.P., Kolosov V.V. Characterization of vortex beams synthesized on the basis of a fiber laser array // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. CID: 96802D1-7.
8. Аксенов В.П., Дудоров В.В., Колосов В.В. Особенности вихревых пучков, сформированных матрицей волоконных лазеров, и их распространение в турбулентной атмосфере // Квант. электрон. 2016. Т. 46, № 8. С. 726–732.
9. Аксенов В.П., Дудоров В.В., Колосов В.В., Левицкий М.Е., Ростов А.П., Симонова Г.В., Филимонов Г.А. Система когерентного сложения излучения матрицы волоконных лазеров. Формирование вихревых пучков // Тез. докл. XXIII Рабочей группы «Аэрозоли Сибири», 29 ноября – 2 декабря 2016. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2016. С. 108–109.
10. Fleck J.A., Morris J.R., Feit M.D. Time-dependent propagation of high energy laser beams through the atmosphere // Appl. Phys. A. 1976. V. 10, N 2. P. 129–160.
11. Dudorov V.V., Kolosov V.V., Filimonov G.A. Algorithm for formation of an infinite random turbulent screen // Proc. SPIE. 2006. V. 6160. P. 61600R.
12. Дудоров В.В., Колосов В.В., Филимонов Г.А. Алгоритм формирования бесконечных турбулентных экранов для моделирования долговременных лазерных экспериментов в атмосфере // Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2006. Т. 309, № 8. С. 85–89.
13. Коняев П.А., Тартаковский Е.А., Филимонов Г.А. Численное моделирование распространения оптических волн с использованием технологий параллельного программирования // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 5. С. 359–365; Kоnyaev P.А., Таrtаkоvskii Е.А., Filimоnоv Г.А. Computer simulation of optical wave propagation with thr use of parallel programming // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 5. P. 425–431.
14. Aksenov V.P., Kolosov V.V., Filimonov G.A., Pogutsa Ch.E. Orbital angular momentum of laser beam in the turbulent medium: Asymptotic estimates and numerical simulation // Proc. SPIE. 2015. V. 9680. P. 96800-1–96800-6.
15. Nye J.F. Natural focusing and the fine structure of light: Caustics and wave dislocations. Bristol, Philadelphia: Inst. Phys. Pub., 1999. 328 p.
16. Gbur G., Tyson R.K. Vortex beam propagation through atmospheric turbulence and topological charge conservation // J. Opt. Soc. Am. A. 2008. V. 25. P. 225–230.
17. Фалиц А.В. Блуждание и флуктуации интенсивности фокусированного лагерра-гауссова пучка в турбулентной атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 9. С. 763–771.
18. Karman G.P., Beijersbergen M.W., van Duijl A., Woerdman J.P. Creation and annihilation of phase singularities in a focal field // Opt. Lett. 1997. V. 22. P. 1503–1505.