Фадеєва Т. А. Поширення і перетворення сингулярних пучків в анізотропних середовищах

У дисертаційній роботі розглядається поширення різних типів параксіальних і непараксіальних сингулярних пучків уздовж і під малим кутом до оптичної осі в одновісному двопроменезаломлюючому середовищі. Отримано розв'язок рівнянь Максвелла для недифрагуючих пучків, що поширюються в одновісному середовищі, що має як лінійне, так і циркулярне двопроменезаломлення. Показано, що при збудженні кристала циркулярно поляризованим пучком відбувається формування виродженої поляризаційної сингулярності (С-лінії) з топологічним індексом +1, індукованої анізотропією кристала з осьовою симетрією. Цій поляризаційній сингулярності відповідає осьовий оптичний вихор у циркулярно поляризованій компоненті, ортогональній до поляризації початкового пучка, топологічний заряд якого відрізняється на дві одиниці від заряду початкового пучка, а знак зміни визначається циркуляцією початкової поляризації. Цей ефект виникає також і для середовищ з чистою гіротропією, а також для параксіальних і непараксіальних пучків, що поширюються вздовж оптичної осі середовища з лінійною анізотропією. Ефективність генерації цього оптичного вихору може наближатися до 100 % для параксіальних монохроматичних пучків Лагерра-Гаусса і Ерміта-Гаусса комплексного аргументу високих порядків, а також пучків Бесселя-Гаусса як у вузькому, так і в широкому спектральному діапазоні. Нахил осі поширення параксіального пучка відносно осі лінійної анізотропії кристала призводить до відновлення сингулярності початкового пучка в ортогональній циркулярній компоненті, що викликає поперечне зміщення центру тяжіння як цієї компоненти, так і пучка в цілому. Цей ефект є проявом закону збереження zz-компоненти потоку кутового момента вздовж осі одновісного кристала.