Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Controlled generation of rotating vector beams in quasi-isotropic laser

Krasnoshchekov Ye. A., Yaparov V. V. and Taranenko V. B.

International Center “Institute of Applied Optics” of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
 

Download this article

Abstract. We investigate numerically polarization dynamics of a quasi-isotropic laser with weak loss anisotropy and a moderate Fresnel number, which involves competition of orthogonally polarized transverse modes. We demonstrate spontaneous formation of the first-, second- and third-order vector modes that reveal polarization structure of full Poincaré beams and show controllable transformations of the laser-field polarization structure and changes in its rotational dynamics.

Keywords: quasi-isotropic lasers, vector laser dynamics, full Poincaré beams

PACS: 47.54.-r, 42.60.Jf, 42.25.Ja
UDC: 621.373.826+535.41
Ukr. J. Phys. Opt. 20 1-9
doi: 10.3116/16091833/20/1/1/2019
Received: 30.11.2018

Анотація. Досліджено динаміку поляризації світла квазі-ізотропного лазера зі слабкою анізотропією втрат і помірним числом Френеля, яка включає конкуренцію ортогонально поляризованих поперечних мод. Продемонстровано можливість спонтанного формування векторних мод першого, другого і третього порядків, які виявляють поляризаційну структуру т. зв. повних пучків Пуанкаре, керовані перетворення структури поляризації лазерного поля, а також зміни динаміки її обертання.
 
REFERENCES
  1. Krasnoshchekov Ye, Yaparov V and Taranenko V, 2017. Rotating full Poincaré beams. Ukr. J. Phys. Opt. 18: 1–8. doi:10.3116/16091833/18/1/1/2017
  2. Abraham N, Matlin M and Gioggia R, 1996. Polarization stability and dynamics in a model for a polarization-isotropic laser that goes beyond third-order Lamb theory. Phys. Rev. A. 53: 3514–3528. doi:10.1103/PhysRevA.53.3514
  3. Czarske J and Mueller H. 1995. Birefringent Nd:YAG microchip laser used in heterodyne vibrometry. Opt. Commun. 114: 223–229. doi:10.1016/0030-4018(94)00665-H
  4. Brunel M, Bretenaker F and Le Floch A. 1997. Tunable optical microwave source using spatially resolved laser eigenstates. Opt. Lett. 22: 384–386. doi:10.1364/OL.22.000384
  5. He C. and Killinger D. 1994. Dual-polarization modes and self-heterodyne noise in a single-frequency 2.1-μm microchip Ho, Tm:YAG laser. Opt. Lett. 19: 396–398. doi:10.1364/OL.19.000396
  6. Zolotoverkh L and Lariontsev E, 2004. Bistability and chaos in an autonomous Nd: YAG laser with a weakly anisotropic resonator. Quant. Electron. 34: 727–730. doi:10.1070/QE2004v034n08ABEH002841
  7. Leyva I, Allaria E and Meucci R, 2003. Polarization and spatial competition in a transverse multimode CO2 laser. Phys. Rev. A. 68: 0538XX-1–8. doi:10.1103/PhysRevA.68.053806
  8. Beckley A, Brown T and Alonso M, 2010. Full Poincaré beams. Opt. Express. 18: 10777–10785. doi:10.1364/OE.18.010777
  9. Wang L-G, 2012. Optical forces on submicron particles induced by full Poincaré beams. Opt. Express. 20: 20814–20826. doi:10.1364/OE.20.020814
  10. Gil L, 1993. Vector order parameter for an unpolarized laser and its vectorial topological defects. Phys. Rev. Lett. 70: 162–165. doi:10.1103/PhysRevLett.70.162
  11. Otsuka K, 1978. Oscillation properties of anisotropic lasers. IEEE J. Quant. Electron. QE-14: 49–55. doi:10.1109/JQE.1978.1069664
  12. Dekker P and Dawes J, 1998. Pulsed output from a dual-polarization cw diode-pumped Nd:YAG laser. J Opt. Soc. Amer. B. 15: 247–251. doi:10.1364/JOSAB.15.000247
  13. Nye J. Natural focusing and fine structure of light: Caustics and wave dislocations. Bristol: IOP Publishing (1999).
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics