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11/2007

Vórtices ópticos de polarización generados mediante una micropantalla de cristal

Figuras artículo vórtices ópticos
La tecnología actual de cristal líquido permite la fabricación de micropantallas (microdisplays) con un tamaño típico de 1 o 2 centímetros cuadrados y con resoluciones en el orden de 1000x1000 píxeles. Estas pantallas pueden también emplearse en el campo de la óptica difractiva para la generación de novedosos elementos ópticos programables. En concreto, investigadores del Departamento de Física de la UAB han colaborado con investigadores de las universidades Miguel Hernández de Elche, de la de Buenos Aires (Argentina) y de La Frontera (Chile) en el estudio de un elemento difractivo de polarización simple que genera, en el plano de difracción, una estructura periódica de vórtices de polarización, y que se ha presentado en nuestro artículo.

Los v�rtices �pticos son puntos en los que bien la fase o bien el estado de polarizaci�n de un frente de onda queda indefinido. El frente de onda adopta entonces una intensidad nula en dichos puntos. Los v�rtices �pticos est�n recibiendo un considerable inter�s en la comunidad cient�fica tanto desde el punto de vista de sus singulares propiedades f�sicas y matem�ticas, como en su aplicaci�n especialmente como elementos para atrapar part�culas en las llamadas pinzas �pticas. En este trabajo hemos planteado la realizaci�n de una m�scara de polarizaci�n de cuatro cuadrantes como la que se muestra en la figura 1. La luz queda linealmente polarizada en direcci�n vertical en dos de ellos y en direcci�n horizontal en otros dos.

La figura 2 muestra la forma que adopta el frente de onda en el plano de difracci�n cuando se ilumina dicha m�scara con luz linealmente polarizada orientada a 45�. Las figuras 2(a), 2(b) y 2(c) muestran la intensidad y estado de polarizaci�n respectivamente. Se observa que aparecen unas l�neas caracter�sticas en las que el estado de polarizaci�n es igual al incidente (l�neas I) y otras donde es el estado ortogonal (l�neas H). En los puntos donde estas l�neas se cruzan se produce un v�rtice de polarizaci�n. La figura 2(d) muestra la intensidad cuando se coloca un polarizador analizador justo delante del plano de difracci�n. Se observa c�mo las propiedades del patr�n difractado se modifican al girar la orientaci�n del analizador (el �ngulo  indica la direcci�n del eje de transmisi�n). Estos resultados han sido reproducidos mediante el empleo de una micropantalla de cristal l�quido, en la cual se ha generado la m�scara de polarizaci�n.




María Yzuel (1) Ignacio Moreno (2)

(1)Universitat Autònoma de Barcelona

(2)Universidad Miguel Hernández de Elche

Referencias

 “Polarization vortices generation by diffraction from a four quadrant polarization mask”. Ignacio Moreno, Claudio Iemmi, Juan Campos, María J. Yzuel, A Vargas,Optics Communications 276, 222-230 (2007)

 
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