Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Energy currents for quasi-monochromatic fields
Download this article

Mokhun I. I., Galushko Yu. K., Kharitonova Ye. S. and 
Viktorovskaya Ju. Yu.
 

Abstract. Relations for the components of Poynting vector are obtained for quasi-monochromatic waves. It is shown that the behaviour of the transverse Poynting vector component is similar to that for the coherent waves. The total angular mo-mentum of the quasi-monochromatic wave can be separated into orbital and spin parts. Using the example of a Gaussian beam, we show that the spin angular mo-mentum is associated with coherence characteristics of the optical beam.

Keywords: Poynting vector, angular momentum, quasi-monochromatic wave, Stokes parameters, Gaussian wave.

PACS: 42.25.-p, 42.50.Ct
UDC: 535.1
Ukr. J. Phys. Opt. 13 151-157
doi: 10.3116/16091833/13/3/151/2012
Received: 28.02.2012

Анотація. Отримані співвідношення для компонент вектора Пойнтинга для квазі монохроматичної хвилі. Показано, що поведінка поперечної компоненти вектора Пойнтинга є подібною до поведінки у випадку когерентних хвиль. Загальний кутовий момент квазі монохроматичної хвилі може бути розділеним на орбітальний і спіновий моменти. Використовуючи приклад гаусівського променя ми показали, що спіновий кутовий момент асоціюється з когерентними характеристиками оптичного променя.
REFERENCES
  1. Lang M J and Block S M, 2003. Resource letter: LBOT-1: Laser-based optical tweezers. Amer. J. Phys. 71: 201–215. DOI:10.1119/1.1532323PMid:16971965 PMCid:1564163
  2. Allen L, Padgett M J and Babiker M. The orbital angular momentum of light. In ‘Progress in Optics’ XXXIX (Ed. by E. Wolf), Elsevier Science B. V. (1999). 
  3. Bekshaev A, Soskin M and Vasnetsov M. Paraxial light beams with angular momentum. New York: Nova Science Publishers (2008). 
  4. Mokhun I. Introduction to linear singular optics. In ‘Optical correlation techniques and applica-tions‘, Chapter 1 (Ed. by O. V. Angelsky). Bellingham: SPIE Press (2007). DOI:10.1117/3.714999.ch1
  5. Bekshaev A, Bliokh K and Soskin M, 2011. Internal flows and energy circulation in light beams. J. Opt. 13: 053001. DOI:10.1088/2040-8978/13/5/053001
  6. Serna J and Movilla J M, 2001. Orbital angular momentum of partially coherent beams. Opt. Lett. 26: 405–407. DOI:10.1364/OL.26.000405 PMid:18040335
  7. Angelsky O V, Gorsky M P, Maksimyak P P, Maksimyak A P, Hanson S G and Zenkova C Yu, 2011. Investigation of optical currents in coherent and partially coherent vector fields. Opt. Expr. 19: 660–672. DOI:10.1364/OE.19.000660PMid:21263605
  8. Angelsky O V, Hanson S G, Zenkova C Yu, Gorsky M P and Gorodyns’ka N V, 2009. On polari-zation metrology (estimation) of the degree of coherence of optical waves. Opt. Expr. 17: 15623–15634. DOI:10.1364/OE.17.015623PMid:19724561
  9. Born M and Wolf E. Principles of optics (6th edition). Oxford: Pergamon (1980). 
  10. Perina J. Coherence of light (2nd edition). D. Reidel. Dordrecht (1985). 
  11. Nieto-Vesperinas M. Scattering and diffraction in physical optics. Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons (1981).
  12. Khrobatin R, Mokhun I and Viktorovskaya Ju, 2008. Potentiality of experimental analysis for characteristics of the Poynting vector components. Ukr. J. Phys. Opt. 9: 182–186. DOI:10.3116/16091833/9/3/182/2008
  13. Dennis M R, O’Holleran K and Padgett M J, 2009. Singular optics: optical vortices and polariza-tion singularities. Prog. Opt. 53: 293–363. DOI:10.1016/S0079-6638(08)00205-9
  14. Mokhun I and Khrobatin R, 2008. Shift of application point of angular momentum in the area of elementary polarization singularity. J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 10: 064015. DOI:10.1088/1464-4258/10/6/064015
  15. Grawford F S. Waves (Berkeley Physics Course), Vol. 3. New York: McGraw-Hill Company. (1968).
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics