Was considered the formation of Bessel beams by vortex axicons with different topological charges patterns. Presented the results of mathematical simulation and experiments.
Дифракционные оптические элементы для формирования комбинаций вихревых пучков… Скиданов Р.В., Ганчевская С.В. Аннотация Представлены дифракционные оптические элементы для формирования суперпозиции оптических вихрей с разными топологическими зарядами. Представлены результаты мате-матического моделирования дифракции света на таких ДОЭ.Ключевые слова: дифракционный оптический элемент, оптический вихрь, топологиче-ский заряд. ВведениеВихревые световые пучки используются при пере-даче информации [1], в системах оптического контро-ля [2], в оптическом микроманипулировании [3, 4]. При этом наличие орбитального углового момента предопределило использование оптических вихревых пучков, прежде всего, для вращения микрообъектов. Большинство используемых вихревых пучков имеют чётко выраженную кольцевую структуру. Но сущест-вуют световые пучки, имеющие более сложную струк-туру [5, 6] в виде замкнутых световых линий. В качест-ве практического использования таких световых пуч-ков чаще всего рассматривается оптический привод для микромеханических систем [7 -11], но существует множество других практических задач в области мик-романипуляции, в которых используются вихревые пучки [12, 13]. При этом орбитальный угловой момент может появляться даже при сложении пучков, которые изначально не обладают им. Так, в [14] описывается суперпозиция световых пучков Эрмита-Гаусса с орби-тальным угловым моментом. В [15] описывается соз-дание суперпозиции вихревых пучков для вращения микрочастиц и бактерий с использованием динамиче-ского модулятора света.Суперпозиция вихревых пучков в общем случае имеет сложную структуру распределения интенсив-ности [16, 17] (в общем случае некольцевую). В [18, 19] описывается метод формирования суперпози-ции вихревых пучков, имеющих некольцевую струк-туру, и теоретически и экспериментально обосновы-вается возможность использования таких вихревых полей в задаче оптического вращения микрообъектов.В данной работе рассматривается новый тип ди-фракционных оптических элементов, в которых об-ласти, отвечающие за формирование вихревых свето-вых пучков с разными топологическими зарядами, не разделены по апертуре, как в [16], а равномерно рас-полагаются по площади апертуры. Формирование суперпозиции вихревых световыхполей вихревыми аксиконами Дифракционный винтовой аксикон описывается функцией комплексного пропускания следующего вида:где r, φ -полярные координаты в плоскости ДОЭ, υ -пространственная частота линий аксикона, n -номер винтовой составляющей. При прохождении света че-рез такой аксикон формируется пучок Бесселя n-го порядка J n (αr), где α = k cos (υλ) (k -волновое число). Известна работа [20], в которой предлагается ге-нерировать пучки Бесселя с помощью ДОЭ с функци-ей пропусканияВинтовой ДОЭ с пропусканием (1) эффективно формирует световое поле, амплитуда которого про-порциональна функции Бесселя J n (αr) exp (inϕ), вбли-зи оптической оси на отрезке 0 < z < Rk / α, где R -ра-диус аксикона.Если рассмотреть структуру ДОЭ с функцией про-пускания (2) с точки зрения геометрии расположения зон, то можно сказать,...
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.
customersupport@researchsolutions.com
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.