مجلۀ پژوهش فیزیک ایران

پراش باریکة گاوسی از توری فازی شعاعی سینوسی و اثر پارامترهای ورودی بر باریکه‌های فرش شعاعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

علی محمد خزایی 1
سودابه عباسی 2
سید علی هاشمی زاده عقدا 3

1 دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد

2 دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور مرکز تهران شرق، تهران

3 گروه فیزیک، دانشگاه اراک، اراک

https://doi.org/10.47176/ijpr.26.1.92195
چکیده
در این پژوهش پراش یک باریکة گاوسی از توری فازی شعاعی با نمایة سینوسی به‌صورت نظری بررسی شده است. نتایج به‌روشنی نشان می‌دهد که این فرایند به شکل‌گیری باریکه‌های فرش شعاعی منجر می‌شود. کاهش شعاع کمر باریکة ورودی روی شدت لوب مرکزی اثرگذار است، درعین‌حال موجب محدودشدن شدت پره‌ها در راستای شعاعی می‌شود. همچنین طول‌موج باریکة تابیده‌شده به توری فازی شعاعی با نمایة سینوسی نقش تعیین‌کننده‌ای در الگوی پراش دارد. تحلیل‌ها نشان می‌دهد تغییرات ناقص بسیار کوچک در تعداد پره‌های توری فازی شعاعی با نمایة سینوسی موجب تغییرات در آرایش فاز می‌شود، اما الگوی شدت تقریباً پایدار باقی می‌ماند. خاصیت خودترمیمی در باریکه‌های فرش شعاعی به تعداد پره‌های توری و اندازة قطاع مسدودکننده وابسته است، به‌طوری که با افزایش تعداد پره‌ها و کاهش اندازة قطاع، فاصلة خودترمیمی باریکه کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

توری شعاعی
باریکة گاوسی
باریکة فرش شعاعی
دامنة فاز
خودترمیمی
موضوعات

عنوان مقاله English

Diffraction of a Gaussian beam by a sinusoidal radial phase grating and effects of input parameters on radial carpet beams

نویسندگان English

Ali Mohammad Khazaei 1
Sodabeh Abbasi 2
Seyed Hashemi Zadeh Aghda 3
1 Department of Physics, Lorestan University, Khorramabad, Iran
2 Department of Physics, Payame Noor University, Tehran, Iran
3 Department of Physics, Arak University, Arak, Iran
چکیده English

In this work, the diffraction of a Gaussian beam by a radial phase grating with a sinusoidal profile is investigated theoretically. The results unambiguously confirm that this process leads to the generation of radial carpet beams. It is found that reducing the beam-waist radius of the incident beam affects the intensity of the main lobe, while simultaneously confining the side-lobe intensity along the radial direction. Moreover, the wavelength of the beam incident on the radial phase grating with a sinusoidal profile plays a decisive role in shaping the diffraction pattern. The analysis further reveals that even very small variations in the number of grating sectors significantly alter the phase arrangement, although the intensity pattern remains nearly stable. The self-healing property of radial carpet beams is found to depend on both the number of grating sectors and the size of the obstructed region. Specifically, increasing the number of sectors and decreasing the obstruction size reduces the beam’s self-healing distance.

کلیدواژه‌ها English

Radial grating
Gaussian beam
Radial carpet beam
Phase amplitude
Self-healing
1.       H Talbot, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 9(56) (1836) 401.
2.       WB Case, M Tomandl, S Deachapunya, and M Arndt, Opt. Exp. 17 (2009) 20966.
3.        E Loewen, and  E Popov, “Diffraction Gratings and Applications”,  New York, (1997).
4.       S Akhmanov, and SY Nikitin, “Physical optics”, Clarendon, (1997).
5.        M Mantravadi, and D Malacara, “Newton, Fizeau, and Haidinger interferometers”, Opt. Sho. Tes. 59 (2007).
6.        K Patorski and M Kujawinska “Handbook of the moiré fringe technique”, Springer, (1993).
7.       JY Lee, and GA. Opt. Exp. 21 (2013) 25553.
8.        S Rasouli, Opt. Lett. 35 (2010) 1470.
9.        M Kotov, V Danko, and A Goloborodko, J. Opt, Soc. Am. B 40 (2023) 373.
10.     Y Meng, X Shen, J Xie, Y Peng, X Shao, F Yan, and C Yang, Pho. 10 (2023) 420.‏
11.     K Dai, C Gao, L Zhong, Q Na, Q Wang, Opt. Lett. 40 (2015) 562.
12.     I Moreno, J A Davis, B M L Pascoguin, and M JMitry, Opt. Lett. 34 (2009) 2927.
13.     S Zheng, and J Wang, Sci. rep. 7 (2017) 40781.
14.     S Rasouli, AM Khazaei, and D Hebri, J. Opt. Soc. Am. A 35 (2018) 55.
15.     M V Berry, and S Klein, J. Mod. Opt. 43, (1996) 2139.
16.     J Wen, Y Zhang, M Xiao and S N Zhu, Adv. in Opt. Pho. 5, (2013) 83.
17.     D Hebri, and S Rasouli, Phys. Rev. A 98 (2018) 043826.
18.     S Rasouli, AM Khazaei, and D Hebri, Phys. Rev. A 97 (2018) 033844.
19.     S Rasouli, S Hamzeloui, and D Hebri, Opt. Exp. 27 (2019) 17435.
20.     J Bayat, F Hajizadeh, AM Khazaei, and S Rasouli, Sci. Rep. 10 (2020) 11721.
21.     S Rasouli, and M Bagheri, J. Opt. 24 (2022) 075602.
22.     S Rasouli, M Bagheri, and J J Niemela, Sci. Rep. 14.1 (2024) 18419.
23.     M Karahroudi, M Khodadadi Karahroudi, A Mobashery, B Parmoon, App. Opt. 58 (2019) 1886.
24.     M Khodadadi Karahroudi and M R Jafarfard. Ira. J. Phy. Res. 23.4 (2024) 597-604.
25.     D Hebri, S Rasouli, and M Yeganeh, J. Opt. Soc. Am. B 35 (2018) 724.
26.     M Mohammadi Masouleh,  and S Rasouli, J. Opt. 27 (8) (2025) 085603.
27.     S Rasouli, Z Madankan, P Amiri, and LG Wang, J. Opt. Soc. Am. B 42 (9) (2025) 1928.
28.     T Gao and J Cheng, J. Opt. Soc. Am. A 42 (2025)  606-616.
29.     N Gong, et al., J. Eur. Opt. Soc.-R. Pub. 21.2 (2025) 35.
30.     R Azizkhani, D Hebri, and S Rasouli, Opt. Exp. 31 (13) (2023) 20665-20682.
31.     A M Khazaei, D Hebri, and S Rasouli, Opt. Exp. 31 (10) (2023) 16361-16379.
32.     B E A Saleh, and M C Teich, “Fundamentals of Photonics”,  john Wiley & sons, (1991).
33.     G B Arfken, “Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed”, Academic, (1985).
34.     A Jeffrey and D. Zwillinger, “Table of Integrals, Series, and Products”, Academic, (2007).

XML
اصل مقاله 1.44 M
فایل‌های تکمیلی/اضافی
17-Khazayee - ABS_EA_F.pdf

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما

تحت نظارت وف بومی