Предмет исследования. Рассмотрены аспекты численного моделирования лазерных спиральных пучков. Экспериментально получены спиральные пучки с применением жидкокристаллических пространственных модуляторов света. Исследована возможность динамического изменения параметров лазерного пучка. Метод. Традиционно спиральные пучки получают с помощью статических масок, задающих амплитудное и фазовое распределение пучка. В работе предложен модернизированный способ с использованием двух жидкокристаллических пространственных модуляторов света. Модуляторы отдельно формируют амплитудное и фазовое распределение лазерного пучка. Основные результаты. Выполнено численное моделирование распространения в пространстве спиральных пучков с различными амплитудными и фазовыми характеристиками с использованием программного пакета VirtualLab 5.0 производства LightTrans GmbH. Результаты моделирования сопоставлены с результатами натурного эксперимента. Результаты эксперимента хорошо согласуются с результатами компьютерного моделирования. Показано, что применение жидкокристаллических пространственных модуляторов света позволяет динамически изменять параметры спирального пучка, их структуру и зависимость угла поворота от расстояния. Инвертирование фазового распределения ведет к изменению направления вращения лазерного пучка, а следовательно, к изменению направления его орбитального момента. Практическая значимость. Применение пространственных модуляторов позволяет динамически менять параметры пучка, включая изменение направления вращения. Результаты работы могут быть использованы при решении задач лазерной манипуляции микрочастицами, а также в задачах определения фазовых неоднородностей прозрачных объектов.

Subject of Research. This paper discusses numerical simulation of spiral beams. Spiral beams have been experimentally obtained with the use of liquid crystal spatial light modulators (LCD SLM). The ability of dynamical change for the laser beam parameters has been studied. Method. Spiral beams are traditionally obtained by means of static masks defining the amplitude and phase distribution of the beam. The paper deals with modernized method with the use of two LCD SLMs. Modulators form separately the amplitude and phase distribution of the laser beam. Main Results. Numerical modeling of space spiral beams with different amplitude and phase characteristics has been carried out with the use of VirtualLab 5.0 software package manufactured by LightTrans GmbH. Simulation results are compared to the results of a natural experiment. Experimental results are in good agreement with computer simulation. It is shown that LCD SLMs application gives the possibility for dynamical change of the spiral beam parameters, their structure and the dependence of rotation angle on the distance. Distribution phase inversion leads to a change in the rotation direction of the laser beam and, therefore, to a change in the direction of its orbital angular momentum. Practical Relevance. The use of spatial modulators makes it possible to change dynamically the beam parameters, including rotation direction change. The results can be applied for solution of problems related to laser manipulating of microparticles, as well as the problems of determining the phase inhomogeneities of transparent objects.