Двумерные ускоряющиеся Бесселевы пучки
Котляр В.В., Ковалёв А.А., Засканов С.Г.

Аннотация:
Все известные непараксиальные ускоряющиеся двумерные световые пучки распространяются по кривым траекториям, которые не могут изгибаться более, чем полуокружность (полукольцо). В недавней работе Optics Express 22, 7124 (2014) предложено с помощью дополнительного зеркала формировать траекторию ускоряющегося пучка, изгибающуюся больше полуокружности, но меньше целой окружности. В этой работе показано, как сформировать двумерное световое поле, в котором поток мощности будет циркулировать по окружности (или по кольцу). Также рассмотрены ускоряющиеся непараксиальные асимметричные двумерные пучки Бесселя, которые получаются из обычного двумерного пучка Бесселя смещением центра пучка в комплексную плоскость. Численно показано, что с ростом параметра асимметрии искривленная траектория пучка Бесселя укорачивается, но одновременно уменьшается относительная величина боковых лепестков по сравнению с центральным.

Ключевые слова :
ускоряющийся лазерный пучок, мода Бесселя, асимметричная мода Бесселя, кольцевая траектория, контраст боковых лепестков.

Литература:

  1. Siviloglou, G.A. Accelerating finite energy Airy beams / G.A. Siviloglou, D.N. Christodoulides // Optics Letters. – 2007. – V. 32. – P. 979-981.
  2. Vaveliuk, P. Symmetric Airy beams / P. Vaveliuk, A. Len­cina, J. Rodrigo and O. Matos // Optics Letters. – 2014. – V. 39, Issue 8. – P. 2370-2373.
  3. Chu, X. Effect of aberrations on the parameters of an Airy beam / X. Chu, W. Wen // Optics Communications. – 2014. – V. 324. – P. 18-21.
  4. Liang, Y. Dynamical deformed Airy beams with arbitrary angles between two wings / Y. Liang, Y. Hu, Z. Ye, D. Song, C. Lou, X. Zhang, J. Xu, R. Morandotti, Z. Chen // Journal of the Optical Society of America A. – 2014. – V. 31, Issue 7. – P. 1468-1472.
  5. Li, P. Spiral autofocusing Airy beams carrying power-exponent-phase vortices / P. Li, S. Liu, T. Peng, G. Xie, X. Gan, J. Zhao // Optics Express. – 2014. – V. 22, Issue 7. – P. 7598-7606.
  6. Ruelas, A. Accelerating light beams with arbitrarily transverse shapes / A. Ruelas, J. Davis, I. Moreno, D. Cottrell, M. Bandres // Optics Express. – 2014. – V. 22, Issue 3. – P. 3490-3500.
  7. Kaminer, I. Nondiffracting Accelerating Wave Packets of Maxwell’s Equations / I. Kaminer, R. Bekenstein, J. Nemirovsky, M. Segev // Physical Review Letters. – 2012. – V. 108. – P. 163901.
  8. Zhang, P. Nonparaxial Mathieu and Weber Accelerating Beams / P. Zhang, Y. Hu, T. Li, D. Cannan, X. Yin, R. Mo­randotti, Z. Chen, X. Zhang // Physical Review Letters. – 2012. – V. 109. – P. 193901.
  9. Alonso, M. Generation of nonparaxial accelerating fields through mirrors. I: Two dimensions / M. Alonso, M. Bandres // Optics Express. – 2014. – V. 22, Issue 6. – P. 7124-7132.
  10. Kotlyar, V. Sidelobe contrast reduction for optical vortex beams using a helical axicon / V. Kotlyar, A. Kovalev, V. Soifer, C. Tuvey and J. Davis // Optics Letters. – 2007. – V. 32. – P. 921-923.
  11. Ohtake, Y. Sidelobe reduction of tightly focused radially higher-order Laguerre-Gaussian beams using annular masks / Y. Ohtake, T. Ando, T. Inoue, N. Matsumoto, H. Toyoda // Optics Letters. – 2008. – V. 33. – P. 617-619.
  12. Barwick, S. Reduced side-lobe Airy beams / S. Barwick // Optics Letters. – 2011. – V. 36. – P. 2827-2829.
  13. Котляр, В.В. Бездифракционные асимметричные элегантные пучки Бесселя c дробным орбитальным угловым моментом / В.В. Котляр, А.А. Ковалёв, В.А. Сойфер // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 1. – С. 4-10.
  14. Kotlyar, V.V. Asymmetric Bessel modes / V.V. Kotlyar, A.A. Kovalev, V.A. Soifer // Optics Letters. – 2014. – V. 39, Issue 8. – P. 2395-2398.
  15. Lombardo, K. Orthonormal basis for nonparaxial focused fields in two dimensions, and its application to modeling scattering and optical manipulation of objects / K. Lom­bardo, M.A. Alonso // American Journal of Physics. – 2012. – V. 80, Issue 1. – P. 82-93.
  16. Kravtsov, Yu. Complex ray and complex caustics / Yu.A. Kravtsov // Radiophysics and Quantum Electronics. – 1967. – V. 10. – P. 719-730.
  17. Arnaud, J. Degenerate optical cavities. II: Effects of misalignments / J. Arnaud // Applied Optics. – 1967. – V. 8. – P. 1909-1917.
  18. Keller, J.B. Complex rays with an application to Gaussian beams / J.B. Keller and W. Streifer // Journal of the Optical Society of America. – 1971. – V. 61. – P. 40-43.
  19. Deschamps, G.A. Gaussian beams as a bundle of complex rays / G.A. Deschamps // Electronics Letters. – 1971. – V. 7. – P. 684-685.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20