Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 11, номер 11, статья № 8

Воляр А. В., Жилайтис В. З., Шведов В. Г., Соскин М. С., Фадеева Т. А. Топологическое двулучепреломление оптических вихрей в неоднородных средах. // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т. 11. № 11. С. 1199-1214. PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Приведены результаты теоретического и экспериментального исследования распространения и преобразования циркулярно поляризованных полей CV-вихрей и линейно поляризованных азимутально симметричных полей ТЕ- и ТМ-мод в локально-изотропной неоднородной среде маломодовых оптических волокон. Показано, что постоянная распространения для CV-вихрей, ТЕ- и ТМ-мод в скалярном приближении волнового уравнения четырежды вырождена относительно топологического заряда и спиральности. В результате спин-орбитального взаимодействия в поле собственных мод линия постоянной распространения расщепляется на четыре линии. Расстояние между линиями равно поляризационным поправкам db к полям собственных мод. Приведен вид оператора спин-орбитального взаимодействия. Показано, что действие этого оператора на поля CV-вихрей, ТЕ- и ТМ-мод индуцирует в локально изотропной среде оптического волокна топологическое двулучепреломление, экспериментальное проявление которого выражается в виде объединенного эффекта Рытова–Магнуса.

Список литературы:

Allen L., Beijersbergen W., Spreeuw R.J.C., Woerdvan J.P. Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes // Phys. Rev. A. 1992. V. 45. N 11. P. 8185–8189.
Barnett S.M., Allen L. Orbital angular momentum and nonparaxial light beams // Opt. Comm. 1994. V. 110. P. 670–678.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. III. М.: Наука, 1989. 768 с.
Berry M.V. Quantum phase factors accompanying adiabatic changes // Proc. R. Soc. Lond. A. 1984. V. 392. P. 45–57.
Воляр А.В., Кухтарев Н.В., Лапаева С.Н., Лейфер П.Н. Геометрическая фаза и восстановление света при ОВФ в многомодовом волокне // Письма в ЖТФ. 1991. Т. 17. В. 13. С. 1–5.
Рытов С.М. О переходе от волновой к геометрической оптике // ДАН СССР. 1938. Т. 28. С. 263.
Владимирский В.В. О вращении плоскости поляризации в искривленном световом луче // ДАН СССР. 1940. Т. 31. С. 222.
Воляр А.В., Грановский А.В., Мягков В.И., Лапаева С.Н. Поляризационное расщепление плоскости распространения локальной волны в ступенчатом волокне // УФЖ. 1992. Т. 37. В. 10. С. 1468–1471.
Воляр А.В., Мицай Ю.Н., Мягков В.И., Фадеева Т.А. Взаимодействие топологической фазы Берри и оптического эффекта Магнуса. I. Топологическое двулучепреломление оптических волокон // Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20. В. 3. С. 48–52.
Gloge D., Marcuse D. Formal quantum theory of light rays // J. Opt. Soc. Am. 1969. V. 59. N 12. P. 1629–1631.
Eichmann G. Quasi-geometric optics of media with inhomogeneous index of refraction // J. Opt. Soc. Am. 1970. V. 61. N 2. P. 161–168.
Liberman V.S., Zel'dovich B.Ya. Spin-Orbit interaction of a photon in an inhomogeneous medium // Phys. Rev. A. 1992. V. 46. N 8. P. 5199–5207.
Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов. М.: Радио и связь, 1987. 656 с.
Воляр А.В., Фадеева Т.А. Оптика сингулярностей поля маломодового волокна: I. Оптические вихри // Оптика и спектроскопия. 1998. (В печати).
Давыдов А.С. Квантовая механика. М.: Наука, 1976. 703 с.
Pancharatnam S. // Proc. Ind. Acad. Sci. A. 1956. V. 44. P. 247–260.
Abramochkin E., Volostnikov V. Beam transformations and nontransformed beams // Opt. Comm. 1991. V. 83. N 12. P. 123–135.
Stone M., Goff W.E. Berry's phase commutators and Dirac sea // Nuclear Phys. B. 1988. V. 295. P. 243–261.
Воляр А.В., Фадеева Т.А. Вихревая природа мод оптического волокна: I. Структура собственных мод // Письма в ЖТФ. 1996. Т. 22. В. 8. С. 57–62.
Даршт М.Я., Зельдович Б.Я., Катаевская И.В., Кундикова Н.Д. Формирование единичной дислокации волокнового фронта // ЖЭТФ. 1995. Т. В. 6. С. 1464–1472.
Вольф М., Борн Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.
Liberman V.S., Zel'dovich B.Ya. Birefringence by a smoothly inhomogeneous locally isotopic medium // Phys. Rew. E. 1994. V. 49. N 3. P. 2389–2396.
Savchenko A.Yu., Zel'dovich B.Ya. Birefringence by a smoothly inhomogeneous locally isotopic medium: Three-dimensional case // Phys. Rew. E. 1994. V. 50. N 3. P. 2287–2292.
Воляр А.В., Фадеева Т.А. Вихревая природа мод оптического волокна: II. Распространение оптических вихрей // Письма в ЖТФ. 1996. Т. 22. В. 8. С. 63–67.
Воляр А.В., Лапаева С.Н. Оптический эффект Магнуса и формирование векторных характеристик ОВФ поля системой волокно–кристалл // Письма в ЖТФ. 1992. Т. 18. В. 24. С. 74–77.