Вращающиеся элегантные пучки Бесселя–Гаусса

Рассмотрено новое трёхпараметрическое семейство вращающихся асимметричных пучков Бесселя–Гаусса (аБГ-пучки) с целым и дробным орбитальным угловым моментом (ОУМ). аБГ-пучки описываются произведением функции Гаусса и функции Бесселя первого рода $n$-го порядка с комплексным аргументом и имеют конечную энергию. Степень асимметрии аБГ-пучка зависит от вещественного параметра $c \geq 0$: при $c = 0$ аБГ-пучок совпадает с обычным радиально-симметричным пучком Бесселя–Гаусса; с ростом c аБГ-пучок приобретает форму полумесяца и при $c\gg 1$ вытягивается по вертикальной оси и смещается по горизонтальной оси. Распределение интенсивности асимметричных пучков Бесселя–Гаусса в начальной плоскости имеет счётное число изолированных нулей, расположенных на горизонтальной оси. На месте этих нулей находятся оптические вихри с единичными топологическими зарядами и противоположными знаками с разных сторон от начала координат. При распространении пучка центры этих вихрей вместе со всем пучком вращаются вокруг оптической оси с неравномерной скоростью (при большом $c\gg 1$): на расстоянии, равном длине Рэлея, они повернутся на $45$ градусов, и на остальном расстоянии — ещё на $45$ градусов. При разных значениях параметра c нули интенсивности в поперечном распределении интенсивности пучка меняют свои местоположения и изменяют ОУМ пучка. Изолированный ноль интенсивности на оптической оси порождает оптический вихрь с топологическим зарядом $n$. Лазерный пучок в виде вращающегося полумесяца был сформирован с помощью модулятора света.