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Journal of the Optical Society of America. A, Optics, image science, and vision2020Jun01Vol.37issue(6)

デジタルソートは、radial radial数によって乱れたlaguerre-gaussianビームを乱します

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

高次の強度モーメントの代数に頼るラジアル番号によって、ラゲールガウスビーム(LG)のデジタルソートの新しい変更技術を開発しました。「デジタルモードのソート」という用語には、コンピューターセルによるメインモードの特性(モードスペクトルの形式)のソートが含まれます。必要に応じて、たとえば、空間光変調器を使用して、空間モードスペクトルを再現できます。実験では、単一のLGモードと同じトポロジーチャージを持つLGモードの組成の両方を調査しましたが、ハードエッジの円形開口を介して摂動にさらされたさまざまな放射状数を調査しました。LGビームのソートは、トリガーされたセカンダリLGモードの振幅スペクトルを監視し、ソートされたモードと摂動ビーム全体を回復することで実現されました。振幅スペクトルの1つのKTHモードが同じラジアル数を持つLGモードのセットに関連している可能性がある場合、混乱したLGビーム組成の縮退状態を明らかにしました。このような退化した状態でビームを復号化し、並べ替えるには、いくつかのキーを知る必要があります。その数は、初期波組成のLGモードの数に等しくなります。また、そのような退化したモードの状態を分析し、並べ替えることもできました。摂動ビームで生じる不確実性の尺度を監視するために、情報エントロピー(Shannonエントロピー)を測定しました。

高次の強度モーメントの代数に頼るラジアル番号によって、ラゲールガウスビーム(LG)のデジタルソートの新しい変更技術を開発しました。「デジタルモードのソート」という用語には、コンピューターセルによるメインモードの特性(モードスペクトルの形式)のソートが含まれます。必要に応じて、たとえば、空間光変調器を使用して、空間モードスペクトルを再現できます。実験では、単一のLGモードと同じトポロジーチャージを持つLGモードの組成の両方を調査しましたが、ハードエッジの円形開口を介して摂動にさらされたさまざまな放射状数を調査しました。LGビームのソートは、トリガーされたセカンダリLGモードの振幅スペクトルを監視し、ソートされたモードと摂動ビーム全体を回復することで実現されました。振幅スペクトルの1つのKTHモードが同じラジアル数を持つLGモードのセットに関連している可能性がある場合、混乱したLGビーム組成の縮退状態を明らかにしました。このような退化した状態でビームを復号化し、並べ替えるには、いくつかのキーを知る必要があります。その数は、初期波組成のLGモードの数に等しくなります。また、そのような退化したモードの状態を分析し、並べ替えることもできました。摂動ビームで生じる不確実性の尺度を監視するために、情報エントロピー(Shannonエントロピー)を測定しました。

We developed a new alterative technique of the digital sorting of Laguerre-Gaussian beams (LG) by radial numbers resorting to algebra of the high-order intensity moments. The term "digital mode sorting" involves sorting the main mode characteristics (in the form of a mode spectrum) by the computer cells. If necessary, the spatial mode spectrum can be reproduced, for example, by means of a spatial light modulator. In the experiment, we investigated both a single LG mode and a composition of LG modes with the same topological charge but different radial numbers subjected to perturbations via a hard-edged circular aperture. The LG beams sorting was accomplished by monitoring the amplitude spectrum of the triggered secondary LG modes then recovering the sorted modes and the perturbed beam as a whole. We have revealed degenerate states of the perturbed LG beam composition when the one kth mode in the amplitude spectrum can be related to a set of LG modes with the same radial numbers. In order to decrypt and to sort beams in such a degenerate state, it is necessary to know several keys, the number of which is equal to the number of LG modes in the initial wave composition. We were also able to analyze and to sort such degenerate mode states. For monitoring the measure of uncertainty arising in the perturbed beam, we measured informational entropy (Shannon entropy).

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