Polarization converter for higher-order laser beams based on the use of forming binary diffractive optical elements as beam splitter


Cite item

Full Text

Abstract

We propose a new approach to generating a pair of initial beams for a polarization converter that operates by summing up two opposite-sign circularly polarized beams. The conjugated pairs of vortex beams matched with laser modes are generated using binary diffractive optical elements. The same binary element simultaneously serves two functions: a beam shaper and a beam splitter. Two proposed optical arrangements are compared in terms of alignment complexity and energy efficiency. The diffractive optical elements in question have been designed and fabricated. Natural experiments that demonstrate the generation of vector higher-order cylindrical beams have been conducted.

About the authors

Sergey V Karpeev

S. P. Korolyov Samara State Aerospace University (National Research University)

Email: karp@smr.ru
(Dr. Sci. (Phys. & Math.)), Professor, Dept. of Nanoengineering 34, Moskovskoe sh., Samara, 443086, Russia

Svetlana N Khonina

S. P. Korolyov Samara State Aerospace University (National Research University)

Email: khonina@smr.ru
(Dr. Sci. (Phys. & Math.)), Leading Research Scientist, Lab. of Laser Measurement 151, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443001, Russia

Oleg Yu Moiseev

Image Processing Systems Institute, Russian Academy of Sciences

Email: moiseev@smr.ru
(Ph. D. (Techn.)), Senior Research Scientist, Lab. of Micro and Nanotechnology 151, Molodogvardeyskaya st., Samara, 443001, Russia

Sergey V Alferov

S. P. Korolyov Samara State Aerospace University (National Research University)

Email: alferov_s@mail.ru
Postgraduate Student, Dept. of Nanoengineering 34, Moskovskoe sh., Samara, 443086, Russia

Aleksey V Volkov

S. P. Korolyov Samara State Aerospace University (National Research University)

Email: volkov@ssau.ru
(Dr. Sci. (Phys. & Math.)), Professor, Dept. of Nanoengineering 34, Moskovskoe sh., Samara, 443086, Russia

References

  1. Zhan Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications // Adv. Opt. Photon., 2009. Vol. 1, no. 1. Pp. 1–57.
  2. Tidwell S. C., Ford D. H., Kimura W. D. Generating radially polarized beams interferometrically // Appl. Opt., 1990. Vol. 29, no. 15. Pp. 2234–2239.
  3. Passilly N., R. de Saint Denis, Aїt-Ameur K., Treussart F., Hierle R., Roch J.-F. Simple interferometric technique for generation of a radially polarized light beam // J. Opt. Soc. Am. A., 2005. Vol. 22, no. 5. Pp. 984–991.
  4. Tidwell S. C., Kim G. H., Kimura W. D. Efficient radially polarized laser beam generation with a double interferometer // Appl. Opt., 1993. Vol. 32, no. 27. Pp. 5222–5229.
  5. Tsai H.-Y., Smith H. I., Menon R. Fabrication of spiral-phase diffractive elements using scanning-electron-beam lithography // J. Vac. Sci. Technol. B., 2007. Vol. 25, no. 6. Pp. 2068–2071.
  6. Niu C.-H., Gu B.-Y., Dong B.-Z., Zhang Y. A new method for generating axially-symmetric and radially-polarized beams // J. Phys. D., 2005. Vol. 38, no. 6. Pp. 827–832.
  7. Khonina S. N., Karpeev S. V. Grating-based optical scheme for the universal generation of inhomogeneously polarized laser beams // Appl. Opt., 2010. Vol. 49, no. 10. Pp. 1734–1738.
  8. Khonina S. N., Karpeev S. V. Generating inhomogeneously polarized higher-order laser beams by use of diffractive optical elements // J. Opt. Soc. Am. A, 2011. Vol. 28, no. 10. Pp. 2115–2123.
  9. Волостников В.Г., Воронцов Е.Н., Котова С.П. Формирование световых полей со сложной поляризационной структурой с использованием астигматической дифракционной линзы // Изв. Самарск. научн. центра РАН, 2011. Т. 13, № 4(2). С. 580–583.
  10. Khonina S.N., Kotlyar V.V., Soifer V.A., Lautanen J., Honkanen M., Turunen J. Generating a couple of rotating nondiffarcting beams using a binary-phase DOE // Optik, 1999. Vol. 110, no. 3. Pp. 137–144.
  11. Карпеев С.В., Хонина С.Н., Казанский Н. Л., Моисеев О. Ю. Формирование поляризационно-неоднородных лазерных пучков высокого порядка на основе пучков с круговой поляризацией // Компьютерная оптика, 2011. Т. 35, № 2. С. 224–230.
  12. Khonina S.N., Balalayev S.A., Skidanov R.V., Kotlyar V.V., Paivanranta B., Turunen J. Encoded binary diffractive element to form hyper-geometric laser beams // J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2009. Vol. 11, no. 6, 065702.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2012 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».