Cтатьи, принятые к публикации

Обзоры актуальных проблем


Фазовые сингулярности и оптические вихри в фотонике

 а, б,  в, г,  в, г,  д, е,  а, б,  в, г
а Институт систем обработки изображений РАН — филиал ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН, ул. Молодогвардейская 151, Самара, 443001, Российская Федерация
б Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева, Московское ш. 34, Самара, 443086, Российская Федерация
в Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН, Владивосток, Российская Федерация
г Дальневосточный федеральный университет, ул. Суханова 8, Владивосток, 690950, Российская Федерация
д Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia
е Melbourne Centre for Nanofabrication, Australian National Fabrication Facility, Wellington Road, Clayton 151, Melbourne, 3168, Australia

Со второй половины XX века широкое распространение получили идеи разработки методов формирования оптических вихрей или ОВ пучков — областей кругового движения потока энергии в электромагнитной волне вокруг так называемых точек фазовых сингулярностей. Уникальность таких световых полей заключается в особой спиральной структуре волнового фронта, обеспечивающего наличие у них орбитального углового момента (ОУМ), который может быть передан веществу и вызвать вращательное движение нано- и микрообъектов. В настоящее время ОВ пучки активно используются для решения как прикладных, так и фундаментальных проблем оптики и фотоники. В данном обзоре последовательно рассмотрены этапы в развитии, а также основные достоинства и недостатки методов формирования ОВ пучков — от возникновения фазовых сингулярностей при рассеивании света в неоднородных средах до последних разработок в области вихревых микролазеров для контролируемой генерации световых полей с заданным ОУМ на нано- и микромасштабе.

Ключевые слова: сингулярная оптика, оптические вихри, топологический заряд, спиральная фазовая пластина, спин-орбитальное взаимодействие, вилкообразные голограммы, метаповерхности, интегрально-оптические элементы, лазерная нанофабрикация
PACS: 07.60.−j, 42.70.−a, 42.62.−b, 42.79.−e, 42.82.−m, 78.20.Fm (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2021.07.039028
Цитата: Порфирьев А П, Кучмижак А А, Гурбатов С О, Йодказис С, Хонина С Н, Кульчин Ю Н "Фазовые сингулярности и оптические вихри в фотонике" УФН, принята к публикации

Поступила: 17 мая 2021, доработана: 19 июля 2021, 23 июля 2021

English citation: Porfirev A P, Kuchmizhak A A, Gurbatov S O, Juodkazis S, Khonina S N, Kul’chin Yu N “Phase singularities and optical vortices in photonicsPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2021.07.039028

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение