Спин-орбитальное взаимодействие в квазимонохроматических сингулярных пучках

Показано, что величина спин-орбитальной связи есть энергетическая эффективность передачи энергии между ортогонально поляризованными компонентами пучка. Энергетическая эффективность изменяется по мере распространения Гауссова пучка через анизотропный кристалл. Для фундаментального Гауссова пучка значение энергетической эффективности не может превышать 50%, а для элегантных пучков Эрмита–Гаусса и Лагерра–Гаусса более высоких порядков энергетическая эффективность может достигать значения, близкого к 100%. В то же время для обычных модовых пучков Эрмита–Гаусса и Лагерра–Гаусса высоких порядков энергетическая эффективность может лишь немного превышать 50%. Показано, что пучки Бесселя–Гаусса нулевого порядка способны достигать энергетической эффективности, близкой к 100%, при генерации осевого оптического вихря в ортогонально поляризованной компоненте пучка, при прохождении анизотропной среды как в монохроматическом, так и в полихроматическом свете. Показано, что для элегантных полихроматических пучков Лагерра–Гаусса или Эрмита–Гаусса энергетическая эффективность снижена до значения, не превышающего 50%. Спиновый момент компенсируется изменением орбитального момента всего пучка, происходящим в результате разницы топологического заряда в ортогонально поляризованных компонентах на 2 единицы.