Том 32, номер 08, статья № 3

Аннотация:

Рассмотрен алгоритм определения характеристик оптических вихрей по ветвлению полос интерференционной картины и приведено описание построенного на его основе компьютерного приложения. В качестве входных данных программы используется изображение, записанное в bmp-файле, в результате ее работы генерируется информация о числе, координатах и топологических зарядах вихрей. Выполнены оценки точности регистрации координат особых точек и приведено несколько примеров обработки экспериментальных результатов.

Ключевые слова:

вихревая оптика, оптический вихрь, особая точка волнового фронта, топологический заряд

Список литературы:

1. Gahagan K.T., Swartzlander G.A. Junior. Trapping of low-index microparticles in an optical vortex // J. Opt. Soc. Am. B. 1998. V. 15, N. 2. P. 524–534.
2. Gahagan K.T., Swartzlander G.A. Junior. Simultaneous trapping of low-index and high-index microparticles observed with an optical-vortex trap // J. Opt. Soc. Am. B. 1999. V. 16, N. 4. P. 533–539.
3. Yan Yan, Guodong Xie, Lavery M.P.J., Hao Huang, Ahmed N., Changjing Bao, Yongxiong Ren, Yinwen Cao, Long Li, Zhe Zhao, Molisch A.F., Tur M., Padgett M.J., Willner A.E. High-capacity millimetre-wave communications with orbital angular momentum multiplexing // Nat. Comm. 2014. P. 1–9. DOI: 10.1038/ncomms5876. URL: www.nature.com/naturecommunications (last access: 25.02.2018).
4. Аксенов В.П., Дудоров В.В., Колосов В.В., Филимонов Г.А. Формирование вихревых лазерных пучков с нулевым орбитальным моментом и ненулевым топологическим зарядом // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 11. С. 905–909.
5. Passos M.H.M., Lemos M.R., Almieda S.R., Balthazar W.F., Da Silva L., Huguenin A.O. Speckle patterns produced by an optical vortex and its application to surface roughness measurements // Appl. Opt. 2017. V. 56, N 2. P. 330–335.
6. Popiołek-Masajada A., Masajada J., Kurzynowski P. Analytical model of the optical vortex scanning microscope with a simple phase object // Photonics. 2017. V. 4, N 38. P. 1–14.
7. Xinzhong Li, Yuping Tai, Liping Zhang, Huijuan Li, Liben Li. Characterization of dynamic random process using optical vortex metrology // Appl. Phys. B. 2014. V. 116. P. 901–909.
8. Wei Wang, Yu Qiao, Reika Ishijima, Tomoaki Yokozeki, Daigo Honda, Akihiro Matsuda, Hanson S.G., Mitsuo Takeda. Constellation of phase singularities in a specklelike pattern for optical vortex metrology applied to biological kinematic analysis // Opt. Express. 2008. V. 16, N 18. P. 13908–13917.
9. Berry M.V. Optical vortices evolution from helicoidal integer and fractional phase steps // J. Opt. A. Pure Appl. Opt. 2004. V. 6. P. 259–268.
10. Starikov F.A., Aksenov V.P., Atuchin V.V., Izmailov I.V., Kanev F.Yu., Kochemasov G.G., Kudryashov A.V., Kulikov S.M., Malakhov Y.I., Manachinsky A.N., Maslov N.V., Ogorodnikov A.V., Soldatenkov I.S., Sukharev S.A. Wave front sensing of an optical vortex and its correction in the close-loop adaptive system with bimorph mirror // Proc. SPIE. 2007. V. 6747. P. 1–8.
11. Matsumoto N., Ando T., Inoue T., Ohtake Y., Fukuchi N., Hara T. Generation of high-quality higher-order Laguerre–Gaussian beams using liquid-crystal-on-silicon spatial light modulators // J. Opt. Soc. Am. A. 2008. V. 25, N 7. Р. 1642–1651.
12. Denisenko V.G., Minovich A., Desyatnikov A.S., Krolikowski W., Soskin M.S., Kivshar Y.S. Mapping phases of singular scalar light fields // Opt. Lett. 2008. V. 33, N 1. P. 89–91.
13. Patorski K., Pokorski K. Examination of singular scalar light fields using wavelet processing of fork fringes // Appl. Opt. 2011. V. 50, N 5. P. 773–781.
14. White A.G., Smith C.P., Heckenberg N.R., Rubinsztein-Dunlop H., McDuff R., Weiss C.O., Tamm Chr. Interferometric measurements of phase singularities in the output of a visible laser // J. Mod. Opt. 38:12. P. 2531–2541. DOI: 10.1080/09500349114552651. URL: http://dx.doi.org/10.1080/09500349114552651 (last access: 25.03.2018).
15. Аксенов В.П., Устинов А.В. Последействие оптических вихрей в пространственной эволюции «вихревых» лазерных пучков // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16, № 8. С. 680–687.