Исследование устойчивости топологического заряда многокольцевых вихревых пучков Лагерра–Гаусса к случайным искажениям

Abstract

Выполнено сравнительное численное исследование сохранения свойств отдельных пучков Лагерра–Гаусса и их суперпозиций в случайной среде. Моделирование основано на расширенном принципе Гюйгенса–Френеля. Исследования показали, что увеличение числа колец мод Лагерра–Гаусса при сохранении порядка оптического вихря позволяет увеличить отношение энергии минимального информативного коэффициента к энергии максимального паразитного коэффициента, что важно при детектировании закодированной в коэффициентах информации. Кроме того, увеличение числа колец несколько нивелирует более сильное воздействие случайных флуктуаций на пучки с высокими топологическими зарядами. Этот эффект можно объяснить структурной избыточностью многокольцевых распределений (в каждом кольце вихревая фазовая структура пучка повторяется). Аналогичный результат был получен для пучков, соответствующих двухмодовой суперпозиции. Лучший результат по сохранению информации получен для суперпозиции с дублированием информации в комплексно-сопряжённых коэффициентах, а лучшее отношение информативной энергии к паразитной было получено для пучков с наибольшей площадью поперечного распределения.