Исследование фазовых сингулярностей оптических вихрей с дробными топологическими зарядами высших порядков в дискретных фотонных системах
Титова А.О.
1, Рыбась А.Ф.
11Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, Россия

Email: titovaa@cfuv.ru, rubass@cfuv.ru
Поступила в редакцию: 1 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 28 января 2026 г.
Принята к печати: 5 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 31 марта 2026 г.
Продемонстрирована стабилизация оптических вихрей с дробными топологическими зарядами высших порядков в дискретной фотонной системе - кольцевом массиве оптических волокон. Показано, что система поддерживает устойчивые супермоды с зарядами p=3/2 и 5/2, что подтверждается интерференционными картинами и анализом фазовых фронтов. Исследование эволюции фазового профиля от ближней зоны (R=0.3r0) к дальней (R=10r0) для моды p=3/2 доказывает сохранение ее топологической структуры (R - радиус окружности с центром, совпадающим с центром массива волокон, r0=100 μm - характерный масштаб расстояния). Полученные результаты открывают перспективы для управления светом в фотонных устройствах, использующих топологическую стабилизацию сложных световых полей. Ключевые слова: оптический вихрь, дробные топологические заряды высших порядков, кольцевые массивы оптических волокон, интерференция, распределение фазы.
- А.А. Ковалев, В.В. Котляр, Д.С. Калинкина, А.Г. Налимов,Компьютерная оптика, 45 (6), 809 (2021). DOI: 10.18287/2412-6179-CO-916
- Д.Д. Решетников, Т.К. Король, Е.В. Малютина, В.М. Петров,Оптика и спектроскопия, 132 (7), 763 (2024). DOI: 10.61011/OS.2024.07.58900.6774-24 [D.D. Reshetnikov, T.K. Korol, E.V. Malyutina, V.M. Petrov, Opt. Spectrosc., 132 (7), 705 (2024). DOI: 10.61011/EOS.2024.07.59649.6774-24]
- А.А. Рыжая, Е.К. Юрьева, Б.А. Евтушенко, Д.В. Сафронов,А.А. Севрюгин, Е.В. Шалымов, В.Ю. Венедиктов, А.Л. Соколов, Х. Сон, Опт. журн., 91 (3), 23 (2024). DOI: 10.17586/1023-5086-2024-91-03-23-31 [A.A. Ryzhaya, E.K. Iureva, B.A. Evtushenko, D.V. Safronov, A.A. Sevryugin, E.V. Shalymov, V.Yu. Venediktov, A.L. Sokolov, H. Song, J. Opt. Technol., 91 (3), 147 (2024). DOI: 10.1364/JOT.91.000147]
- А.В. Воляр, М.В. Брецько, Я.Е. Акимова, Ю.А. Егоров, Компьютерная оптика, 43 (1), 14 (2019). DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-4-517-527
- В.В. Котляр, А.А. Ковалев, А.П. Порфирьев, Компьютерная оптика, 44 (4), 493 (2020). DOI: 10.18287/2412-6179-CO-715
- A.O. Pogrebnaya, A.F. Rybas, J. Opt. Technol., 83 (10), 586 (2016). DOI: 10.1364/JOT.83.000586
- A. Kovalyova, A. Markovskyy, T. Fadeyeva, A. Rubass, Proc. SPIE, 9066, 90660G (2013). DOI: 10.1117/12.2052193
- I. Basisty, V. Pas'ko, V. Slyusar, M. Soskin, M. Vasnetsov, J. Opt. A, 6, 166 (2004). DOI: 10.1088/1464-4258/6/5/003
- М.В. Максимов, Ю.М. Шерняков, Н.Ю. Гордеев, А.М. Надточий,А.Е. Жуков, Письма в ЖТФ, 49 (5), 18 (2023). DOI: 10.21883/PJTF.2023.05.54664.19450 [M.V. Maximov, Yu.M. Shernyakov, N.Yu. Gordeev, A.M. Nadtochiy, A.E. Zhukov, Tech. Phys. Lett., 49 (3), 15 (2023). DOI: 10.21883/TPL.2023.03.55675.19450]
- Yu. Egorov, V. Konovalenko, A. Zinovev, M. Nesterova, M. Glumova, Proc. SPIE, 9066, 90660C (2013). DOI: 10.1117/12.2049697
- В.В. Чечеткин, А.В. Семенова, М.Б. Черняева, В.Л. Вакс, Оптика и спектроскопия, 133 (9), 968 (2025). DOI: 10.61011/OS.2025.09.61765.8233-25 [V.V. Chechetkin, A.V. Semenova, M.B. Chernyaeva, V.L. Vaks, Opt. Spectrosc., 133 (9), 921 (2025). DOI: 10.61011/EOS.2025.09.62310.8233-25]
- A.V. Volyar, Ukr. J. Phys. Opt., 14, 31 (2013)
- C.N. Alexeyev, A.O. Kovalyova, A.F. Rubass, A.V. Volyar, Opt. Lett., 42 (4), 783 (2017). DOI: 10.1364/OL.42.000783
- К.Н. Алексеев, Б.П. Лапин, М.А. Яворский, Уч. зап. ТНУ им. В.И. Вернадского. Сер. физ.-мат. науки, 23 ( 62), 67 (2010)
- C.N. Alexeyev, B.P. Lapin, M.A. Yavorsky, Opt. Lett., 50 (17), 5334 (2025). DOI: 10.1364/OL.568517