We obtain a new solution of the paraxial Helmholtz equation that describes a family of three-dimensional and two-dimensional form-invariant half-Pearcey beams (HP-beams). HP-beams generalize Pearcey beams obtained in Ring et al (2012) Opt. Express 20 18955, since these Pearcey beams can be considered as the sum of two first-order HP-beams. Three-dimensional HP-beams have angular spectra of plane waves, which are non-zero at a half parabola. For functions of HP-beam complex amplitudes, the orthogonality properties have been revealed. Using a spatial phase modulator, we generated superposition of HP-beams. For two-dimensional HP-beam acceleration and deceleration of trajectory has been shown for areas before and beyond the focal plane respectively.
We study the optical trapping, rotating and moving of 5-mm polystyrene microspheres in asymmetrical crescent-shaped Bessel-Gaussian laser beams that carry the orbital angular momentum. The beams are generated by a liquid crystal microdisplay and focused by a microobjective with a numerical aperture of NA = 0.85. It is shown experimentally that while the topological charge of the beam remains unchanged, an increasing asymmetry of the beam causes a near-linear increase in the microparticles velocity. This serves to confirm that the orbital angular momentum (OAM) of the beam depends in a linear manner on the beam's asymmetry. The use of crescent-shaped beams can reduce the thermal exposure of biological objects during optical micromanipulation.
We demonstrate optical trapping and movement of a carbon nanoparticle agglomeration with both a single optical bottle beam and arrays of such traps. Diffractive optical elements (DOE) designed by a method based on a superposition of the Bessel beams were employed for the generation of the optical traps. Due to the structure of the generated traps, we were able to carry out a three-dimensional movement of trapped microscopic objects.
Институт систем обработки изображений РАН, 2 Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) (СГАУ), 3 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Аннотация Выполнено сравнительное численное исследование формирования в фокальной плоскости близкорасположенных световых пятен с помощью дифракционной решётки и бинарных оптических элементов, согласованных с модами Эрмита-Гаусса. Показано, что при низких индексах мод обеспечивается хорошее качество формирования световых пятен и относительная устойчивость к хроматической дисперсии. Эксперименты с импульсным и перестраиваемым лазерами показали перспективность использования фазовых оптических элементов, согласованных с модами ТЕМ(1,0) и ТЕМ(1,1), для фокусировки в набор близкорасположенных световых пятен. Ключевые слова: фокусировка в набор световых пятен, дифракционный оптический элемент, бинарная фаза, короткие лазерные импульсы, хроматическая дисперсия. Цитированиe: Хонина, С.Н. Исследование фокусировки в близкорасположенные световые пятна при освещении дифракционных оптических элементов коротким импульсным лазерным пучком / С.
Институт систем обработки изображений РАН, 2 Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва(национальный исследовательский университет) (СГАУ) Аннотация Получено аналитическое выражение для расчёта нормированного орбитального углово-го момента (ОУМ) для суперпозиции смещённых с оптической оси пучков Бесселя с одина-ковым топологическим зарядом. Это выражение позволяет формировать бездифракционные пучки с разным распределением интенсивности, но с одинаковым ОУМ. Показано также, что комплексное смещение пучка Бесселя приводит к изменению распределения интенсив-ности в сечении пучка и изменению его ОУМ. Суперпозиция двух и более пучков Бесселя с комплексным смещением может не менять ОУМ, хотя распределение интенсивности будет меняться. Эксперимент хорошо согласуется с теорией.Ключевые слова: бездифракционный лазерный пучок, непараксиальная мода Бесселя, орбитальный угловой момент, комплексное смещение решения уравнения Гельмгольца, мо-дулятор света. В этой работе рассматривается суперпозиция смещённых с оптической оси пучков Бесселя одина-кового порядка (с одинаковым топологическим заря-дом). Получено общее аналитическое выражение для ОУМ такой суперпозиции. Показано, что если весо-вые коэффициенты суперпозиции -действительные числа, то ОУМ всей суперпозиции пучков Бесселя равен ОУМ одного несмещённого пучка Бесселя. Это позволяет формировать бездифракционные пучки с разным распределением интенсивности, но с одина-ковым ОУМ. Показано, что суперпозиция множества одинаковых пучков Бесселя, центры которых распо-ложены на окружности любого радиуса, эквивалентна одному пучку Бесселя из этой суперпозиции, распо-ложенному в центре окружности. Показано также, что комплексное смещение пучка Бесселя приводит к изменению распределения интенсивности в сечении пучка и изменению его ОУМ. Суперпозиция двух пучков Бесселя с комплексным смещением может не менять ОУМ, хотя распределение интенсивности бу-дет меняться. Результаты моделирования хорошо со-гласуются с экспериментальными данными. Введение
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.