庞加莱-贝塞尔光束的偏振覆盖与自修复特性
光学
2023-06-13 v1
摘要
作为标量贝塞尔光束的矢量版本，庞加莱-贝塞尔光束(PBBs)因偏振奇点的存在及其无衍射与自修复特性而备受关注。以往对 PBBs 的研究主要局限于理解空间变化偏振中的取向线模式，其诸多特性仍待探索。在此，我们给出 PBBs 偏振特性的理论与实验研究，考察其多种特征。利用矩形基下全庞加莱(FP)光束的模态变换——理想情况下携带庞加莱球面上表示的偏振态 100 偏振覆盖，我们观测到 PBB 作为无限多个 FP 光束的叠加，因 PBB 的每个环具有 >75 的偏振覆盖。我们还观测到 PBB 偏振度对扰动的恢复力。PBBs 的偏振椭圆取向图显示出无限系列 C 点奇点对的存在。此类系列对的数量由 FP 光束的 C 点奇点对数量决定。自修复过程中 C 点奇点对的动力学显示出新奇点的非平凡产生与现有奇点的重组。此类动力学为光束中奇点的“希尔伯特旅馆”式演化提供了洞见。本研究可应用于去偏振环境中的成像、湍流大气信道研究以及超限数丰富数学概念的探索。
引用
@article{arxiv.2306.06464,
title = {Polarization coverage and self-healing characteristics of Poincar\'e-Bessel beam},
author = {Subith Kumar and Anupam Pal and Arash Shiri and G. K. Samanta and Greg Gbur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.06464},
year = {2023}
}
备注
9 pages,11 figures