Ukrainian Journal of Physical Optics 

Vasylkiv Yu., Kryvyy T., Abbasov I., Boyko V., Skab I. and Vlokh R.

¹Vlokh Institute of Physical Optics, 23 Dragomanov Street, 79005 Lviv, Ukraine
²Azerbaijan State Oil and Industry University, Azadliq ave., 20, Baku, Azerbaijan, AZ 1010

Download this article

Abstract. In the present work we have revealed that three topological defects of optical indicatrix orientation appear whenever torsion stresses are applied to LiNbO₃ and a divergent optical beam is incident upon this crystal. The above defects have half-integer strengths. We have found that the places where the defects are localized are characterized by a zero phase difference. These phenomena enable one to consider the three defects as outlets of optic axes in an inhomogeneous, ‘optically triaxial’ LiNbO₃ crystal. After analyzing all of possible scenarios for the interaction among the defects, we have shown that no reaction of their fusion can be expected. Besides, there can appear no defects with intermediate strength values ranging from ½ to 1 and, moreover, no optical vortices with fractional charge are generated by these defects.

Keywords: optical anisotropy, LiNbO₃ crystals, torsion stresses, optically triaxial state

PACS: 42.50.Tx 
UDC: 535.524
Ukr. J. Phys. Opt. 19 20-26
doi: 10.3116/16091833/19/1/20/2018
Received: 28.12.2017

Анотація. Встановлено, що за умов падіння на кристал LiNbO₃ розбіжного пучка світла та дії торсійних напружень у кристалі з’являються три топологічні дефекти орієнтації оптичної індикатриси. Ці дефекти мають напівцілу силу, а місця їхнього розташування характеризуються нульовою різницею фаз. Виявлений ефект дає змогу розглядати згадані вище три дефекти як виходи оптичних осей в неоднорідному “оптично тривісному” кристалі. На підставі аналізу можливих сценаріїв взаємодії між дефектами показано, що реакцію злиття трьох дефектів не слід очікувати. Неможливими є й проміжні між ½ і 1 значення сили дефектів, а також генерація оптичних вихорів із дробовими зарядами.