Abstract
Here we study theoretically and numerically a Gaussian beam with multiple optical vortices with unitary topological charge (TC) of the same sign, located uniformly on a circle. Simple expressions are obtained for the Gaussian beam power, its orbital angular momentum (OAM), and TC. We show that the OAM normalized to the beam power cannot exceed the number of vortices in the beam. This OAM decreases with increasing distance from the optical axis to the centers of the vortices. The topological charge, on the contrary, is independent of this distance and equals the number of vortices. The numerical simulation corroborates that after passing through a random phase screen (diffuser) and propagating in free space, the beams of interest can be identified by the number of local intensity minima (shadow spots) and by the OAM.
Highlights
Simple expressions are obtained for the Gaussian beam power, its orbital angular momentum (OAM), and topological charge (TC)
We show that the OAM normalized to the beam power cannot exceed the number of vortices in the beam
This OAM decreases with increasing distance from the optical axis to the centers of the vortices
Summary
Что если использовать осесимметричные вихревые пучки, то с ростом их ТЗ для их идентифицирования требуется регистрировать более широкое световое поле (так как растёт радиус светового кольца), а при использовании пучка (3) достаточно, чтобы на зарегистрированном распределении интенсивности поместились нули, расположенные на окружности радиуса r0, который не зависит от количества вихрей в пучке. Так как при r → слагаемым am в знаменателе можно пренебречь, получаем, что ТЗ пучка (3) не зависит от пройдённого расстояния z и от радиуса a окружности, на которой расположены оптические вихри, а равен числу оптических вихрей в пучке: S m.
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have