Superposition of two optical vortices with opposite integer or non-integer orbital angular momentum

Superposición de dos vórtices ópticos opuestos con momento angular orbital entero o no entero

El presente trabajo desarrolla una breve propuesta para superponer dos vórtices ópticos con valor promedio de momento angular orbital entero de sentidos opuestos. En primera instancia se aborda la generación de éste tipo de distribuciones espaciales de luz a través del holograma modificado de Brown y Lohmann. Posteriormente se inserta un sencillo artificio matemático sobre la función de transmitancia de la rejilla pixelada basado en las propiedades del espacio de Fourier, para lograr desplazar los órdenes de difracción de sentidos levógiro y dextrógiro a un mismo punto espacial y efectuar la suma de los modos. Se valida la estrategia de manera teórico experimental para el caso de los dos frentes de onda helicoidales opuestos en rotación.

Introducción

Desde que Allen et al. (1992) demostraron explícitamente que la luz transporta el momento angular orbital (OAM), y el momento angular de giro (SAM), se han propuesto y desarrollado diversas metodologías para producir haces con esta dinámica rotacional en el frente de onda.

Los convertidores astigmáticos, las placas de fase (Beijersbergen et al., 1993, 1994) y los hologramas generados por ordenador (CGH) (Heckenberg, 1992; Janicijevic, 2008) son las técnicas más utilizadas para generar vórtices ópticos con carga topológica (TC) y, por tanto, un haz con OAM bien definido. Sin embargo, con base en la revisión de Díaz et al. (2012), se seleccionan los CHG como el método más sencillo y factible de ser implementado en un sistema híbrido, por la variedad de modos que se generan y la disponibilidad de equipos en el laboratorio de óptica de la Universidad Industrial de Santander (Bucaramanga/Colombia) para este tipo de montaje.