Diseño compacto para generar y detectar haces de Mathieu

D. PABON; G. QUINTEIRO; S. A. LEDESMA; M.G. CAPELUTO

Taller; XIII Taller de Óptica y Fotónica (TOPFOT)/VIII Encuentro de Estudiantes de Óptica y Fotónica (EEOF); 2017

Un vórtice óptico es una singularidad en la cual la fase no está definida. Los ya muy bien conocidos haces de Laguerre Gauss son soluciones de la ecuación de ondas paraxial en coordenadas cilíndricas con una simple singularidad de fase, en la cual la fase cambia en un múltiplo entero de 2π. Un vórtice óptico con carga topológica ℓ acarrea momento angular orbital ℓℏ, siendo ℏ la constante de Planck reducida. Los haces de Mathieu son generalizaciones a coordenadas elípticas y exhiben múltiples vórtices dependiendo de su elipticidad. En contraste a los haces de Laguerre Gauss, los haces de Mathieu son no difractivos, ofreciendo, por ejemplo, un atractivo interesante para litografía. En este trabajo presentamos una configuración para generar y detectar haces de Mathieu. El dispositivo consiste en una máscara difractiva, donde se genera el haz Mathieu y el frente de onda de referencia. En un modulador espacial de luz se representa dicha máscara consistente en un holograma de Fourier de un haz de Mathieu y una lente de Fresnel. Tapando el semiplano de la lente se genera un haz de Mathieu y destapando la lente de Fresnel se genera una figura de interferencia donde se pone de manifiesto la fase. De esta manera se tiene un dispositivo compacto que permite generar y testear haces de Mathieu. Se presentan simulaciones numéricas y resultados experimentales con carga topológica ℓ=6 y elipticidad q=6.