Сортировка пучков Лагерра–Гаусса по радиальному числу посредством моментов интенсивности

Abstract

Предложен и воплощён на эксперименте новый метод цифровой сортировки мод Лагерра–Гаусса, возникших в результате возмущения исходного пучка Лагерра–Гаусса или их суммы тонкой круглой диафрагмой с различными радиусами отверстия, по радиальному числу при постоянном топологическом заряде. В основу метода был положен цифровой анализ моментов интенсивности высших порядков. Рассмотрены два типа возмущённых пучков: невырожденные и вырожденные по радиальному числу пучки Лагерра–Гаусса. Полученный цифровой спектр амплитуд позволяет восстановить реальные моды Лагерра–Гаусса и определить меру неопределённости, внесённую возмущением, посредством информационной энтропии. Мы обнаружили, что возмущение сложного пучка приводит к возникновению вырожденного спектра амплитуд, когда одной спектральной линии соответствует множество мод, рождённых исходными пучками Лагерра–Гаусса с различными радиальными числами. Для расшифровки спектра потребовались ключи, в качестве которых использовались спектры амплитуд невырожденных возмущённых пучков. Степень корреляции рассортированных пучков составляет не ниже 0,92.