Том 25, номер 07, статья № 1

Аннотация:

Посвящена исследованию случайного блуждания центра тяжести вихревого лазерного пучка, распространяющегося в среде с неоднородностями диэлектрической проницаемости. Пучок является циркулярной модой пучка Лагерра–Гаусса LG¹₀. Нами получены оценки влияния турбулентных условий распространения, дифракционных параметров и азимутального индекса (топологического заряда) пучка на величину дисперсии смещений его центра тяжести. Обнаружен «эффект гироскопа», заключающийся в том, что в режимах слабой и умеренной турбулентности случайные смещения центра тяжести вихревого лазерного пучка оказываются тем меньше, чем больше топологический заряд включенного в пучок оптического вихря.

Ключевые слова:

смещения центра тяжести, случайные блуждания пучка, турбулентная атмосфера, вихревые пучки

Список литературы:

1. Bekshaev A., Soskin M., Vasnetsov M. Paraxial Light Beams with Angular Momentum. N.Y.: Nova Science, 2008. 112 р.
2. Ананьев Ю.А. Оптические резонаторы и проблема расходимости лазерного излучения. М.: Наука, 1979. 328 с.
3. Molina-Terriza G., Torres J.P., Torner L. Twisted photons // Nature Phys. 2007. V. 3, N 3. P. 307–310.
4. Gibson G., Courtial J., Padgett M., Vasnetsov M., Pas’ko V., Barnett S.M., Franke-Arnold S. Free-space information transfer using light beams carrying orbital angular momentum // Opt. Express. 2004. V. 12. P. 5448–5456.
5. Аксенов В.П., Погуца Ч.Е. Флуктуации орбитального углового момента лазерного пучка, несущего оптический вихрь, в турбулентной атмосфере // Квант. электрон. 2008. Т. 38, № 4. С. 343–348.
6. Gbur G., Tyson R.K. Vortex beam propagation through atmospheric turbulence and topological charge conservation // J. Opt. Soc. Amer. A. 2008. V. 25. P. 225–3030.
7. Aksenov V.P., Kanev F.Y., Pogutsa C.E. Mean energy distribution and averaged pattern of optical vortices of a partially coherent light beam propagating in a randomly inhomogeneous atmosphere // Proc. SPIE. 2010. V. 7388. P. 738807.
8. Аксенов В.П., Канев Ф.Ю., Погуца Ч.Е. Пространственная когерентность, средний наклон волнового фронта и средний локальный волновой вектор лазерного пучка Лагерра–Гаусса за случайным фазовым экраном // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 5. С. 383–391.
9. Зуев В.Е., Банах В.А., Покасов В.В. Оптика турбулентной атмосферы. Т. 5. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 269 с.
10. Носов В.В. Рефракция оптических волн в атмосферно-оптических системах: Автореф. дис. … докт. физ.-мат. наук. Томск: ИОА им. В.Е. Зуева СО РАН, 2009. 34 с.
11. Кандидов В.П., Тамаров М.П., Шленов С.А. Влияние внешнего масштаба атмосферной турбулентности на дисперсию смещений центра тяжести лазерного пучка // Оптика атмосф. и океана. 1998. T. 12, № 1. С. 27–33.
12. Кляцкин В.И., Кон А.И. О смещениях пространственно-ограниченных световых пучков в турбулентной среде в приближении марковского случайного процесса // Изв. вузов. Радиофиз. 1972. Т. 15, № 9. С. 1381–1388.
13. Рытов С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Ч. 2. Случайные поля. М.: Наука, 1978. 464 с.
14. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. Специальные функции. М.: Наука, 1983. 750 c.
15. Градштейн И.С., Рыжик И.С. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1971. 1108 c.
16. Bekshaev A.Ya., Soskin M.S., Vasnetsov M.V. Centrifugal transformation of the transverse structure of freely propagating paraxial light beams // Opt. Lett. 2006. V. 31, N 6. P. 694–696.