論文の概要: Flux trajectory analysis of Airy-type beams
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.08240v1
- Date: Sat, 15 Oct 2022 09:38:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-22 11:44:53.811696
- Title: Flux trajectory analysis of Airy-type beams
- Title（参考訳）: エアリー型ビームのフラックス軌道解析
- Authors: A. S. Sanz
- Abstract要約: 有限エネルギーのエアリー型ビームが文献で提案されており、場合によっては研究室でも実装されている。
このタイプの構造光ビームの伝搬の解析はフラックス軌道の観点から行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Airy beams are solutions to the paraxial Helmholtz equation known for
exhibiting shape invariance along their self-accelerated propagation in free
space. These two properties are associated with the fact that they are not
square integrable, that is, they carry infinite energy. To circumvent this
drawback, families of so-called finite-energy Airy-type beams have been
proposed in the literature and, in some cases, also implemented in the
laboratory. Here an analysis of the propagation of this type of structured
light beams is presented from a flux trajectory perspective with the purpose to
better understand the mechanisms that make infinite and finite energy beams to
exhibit different behaviors. As it is shown, while the foremost part of the
beam can be clearly and unambiguously associated with the well-known
accelerating term, the rear part of the beam corresponds to a nearly
homogeneous distribution of flow trajectories, particularly for large
propagation distances. This is shown to be related with an effective transfer
of trajectories between adjacent lobes (gradually, from the fore part of the
beam to its rear part), which leads to smearing out the transverse flow along
the rear part of the beam. This is sharp contrast with the situation found in
ideal Airy beams, where trajectories belonging to a given lobe of the intensity
distribution remain the same all along the propagation. The analysis is
supplemented with an also trajectory-based description of Young's experiment
performed with finite-energy Airy beams in order to provide a dynamical
understanding of the autofocusing phenomenon observed with circular Airy beams.
- Abstract（参考訳）: エアリービーム(airy beams)は、自由空間における自己加速伝播に沿って形状不変性を示すことで知られているパルアキシャルヘルムホルツ方程式の解である。
これら2つの性質は、二乗可積分ではないという事実、すなわち無限エネルギーを持つという事実と関連している。
この欠点を回避するために、いわゆる有限エネルギーエアリー型ビームのファミリーが文献に提案されており、場合によっては実験室でも実装されている。
ここでは, 無限のエネルギービームと有限のエネルギービームが異なる挙動を示すメカニズムをよりよく理解するために, フラックス軌道の観点から, この種の構造光ビームの伝搬の解析を行う。
このように、ビームの最上部は、よく知られた加速項と明確に曖昧に関連付けられるが、ビームの後部は、特に大きな伝播距離において、流れの軌跡のほぼ均質な分布に対応する。
これは、隣接するローブ間(ビームの前部から後部への段階的に)の軌道を効果的に移動させることと関係しており、ビームの後部に沿って横流を浸透させることに繋がる。
これは、与えられた強度分布の軌跡に属する軌道が伝播に沿って同じままである理想的な空気状ビームに見られる状況とは対照的である。
この分析は、円形のエアリービームで観測されるオートフォーカス現象を動的に理解するために、有限エネルギーのエアリービームを用いて行ったヤングの実験の軌跡に基づく記述を補足する。
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