Estudio y generación de un haz láser con momento angular orbital definido

Abstract

En el presente trabajo de investigación se describe de manera constructiva la conservación de las propiedades angulares del campo electromagnético y la descomposición del momento angular y del flujo de momento angular en sus componentes orbital y espinorial. A partir de este resultado y siguiendo recomendaciones de trabajos anteriores se adopta una versión simplificada de los modos Laguerre-Gauss, que conserva principalmente el factor de fase azimutal, para generar haces que transportan momento angular orbital (MAO). Estos haces conocidos como vórtices ópticos se generaron usando holografía mediante modulador espacial de luz y las propiedades de fase se confirmaron mediante interferometría (en un arreglo tipo Mach-Zehnder) entre el vórtice y la onda Gaussiana de referencia. Emulando la técnica anterior nuevos hologramas digitales que involucran simetrizacion y binarizacion de la imagen fueron impresos en papel a la máxima resolución posible y mediante la implementación de fotografía analógica se plasmaron sobre acetato de alto contraste (Kodalith 35 mm). A partir de esta técnica se generaron vórtices ópticos, siendo la primera vez que se logra en la Universidad del Valle, cuyas propiedades de fase fueron confirmadas mediante interferometría con onda Gaussiana y onda esférica. Los interferogramas de espirales entrelazadas obtenidos presentan buena resolución y contraste. La portabilidad del holograma fotográfico permitió construir una herramienta pedagógica útil para la introducción del momento angular orbital de la luz. Finalmente, la exploración de esta técnica, holograma sobre negativo fotográfico, permitió construir aberturas ópticas y hologramas compuestos útiles para próximos estudios.