Atomic ionization by twisted photons: Angular distribution of emitted electrons
研究了扭曲光子电离类氢离子过程中电子的角分布。基于一阶微扰理论和非相对论性薛定谔方程进行了分析。特别注意的是依赖的电子发射图案上的碰撞参量b的离子相对于扭曲波前的中心。为了探索这种依赖关系，我们对中性氢原子的1s基态和2py激发态的光电离进行了详细的计算。基于这些计算，我们认为，相对较小的碰撞参量的电子角分布可能会强烈影响通过改变原子的位置内的波阵面。相反，如果原子被放置在远离前中心，电子的发射模式是独立的碰撞参量b和类似的平面波光子的光电离中观察到的。
2013-06-17 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Generation of vortex electrons by atomic photoionization
该研究在一阶玻恩近似下探索扭曲光束OAM向原子电离电子的转移，发现原子在光子传播轴时电子OAM投影确定、波包大小由光子能量决定，移动原子会致OAM色散，并针对局域化原子靶开发了光电离相干/非相干机制的描述方法。
2024-11-27 hep-ph physics.atom-ph physics.optics
Photoionization accompanied by excitation at intermediate photon energies
我们计算了氦原子和类氦离子在中间值的光子能量与激发光电离比的光电离。电子之间的末态相互作用包含在索末菲参数的最低阶中。这使我们能够，在纯粹的数值计算相比，调查的各种机制的作用，超出了高能量限制。用关联函数超球谐函数方法描述了两个束缚电子的系统。对于类氦离子的情况，我们提出了高能量极限作为核的负电荷的功率膨胀。我们分析了非零轨道动量的激发态的作用。
2007-11-13 quant-ph
A Stern-Gerlach-like approach to electron orbital angular momentum measurement
现在有许多方法可以将自由电子制备成轨道角动量态，并且这些电子态作为材料和散射过程的探针的预测应用是众多的。电子轨道角动量测量技术的发展相对滞后。我们表明，电子轨道角动量和空间变化的磁场之间的耦合产生的角动量依赖的聚焦效应。我们提出了一种基于此原理的轨道角动量测量装置的设计方案。由于测量方法是非干涉的，该装置对混合、叠加和纯最终轨道角动量状态同样有效。用这种技术可以同时测量非弹性散射电子的能量和轨道角动量分布。
2016-06-11 physics.optics quant-ph
Canonical separation of angular momentum of light into its orbital and spin parts
它表明，电磁场的光子图像，使一个明确地确定分裂成轨道部分和自旋部分的电磁场的总角动量。
2011-05-28 physics.optics quant-ph
Quantum orbital angular momentum of elliptically-symmetric light
对最近发现的一类椭圆对称稳定光场--Ince-Gauss模的轨道角动量进行了量子力学分析。我们研究，在一个完全的量子形式主义，这些光束的轨道角动量如何随其椭圆率的变化，并发现了几个引人注目的功能，包括：非单调行为，稳定的光束与真正的连续（非整数）的轨道角动量，和正交模式具有相同的轨道角动量。我们探索并详细解释了这种行为的原因。这些特性可能在量子密钥分发、原子捕获和量子信息学中有应用-因为椭圆率开辟了一种新的方式来导航光子希尔伯特空间。
2012-08-09 physics.optics quant-ph
Mechanical memory for photons with orbital angular momentum
我们建议使用声表面波作为光子携带轨道角动量的记忆。我们澄清的物理机制，使信息的传输，推导出的角动量选择规则，必须遵守的过程中，并显示如何优化的光声耦合。我们从理论上证明，高的相干性可以实现，使用现实的参数，为转移的相干光学拉盖尔-高斯态，与大角动量，机械剪切模式。我们的研究结果增加了一个显着的可能性，正在进行的努力实现量子信息处理使用光子轨道角动量。
2013-06-24 physics.optics quant-ph
Excitation of high orbital angular momentum Rydberg states with Laguerre-Gauss beams
我们考虑通过携带内禀轨道角动量自由度的光子激发里德堡态。具有螺旋波前结构的拉盖尔-高斯模对应于这样一组激光束，其在其传播方向上携带一些单位的轨道角动量。我们证明，在一个适当的几何设置，这个轨道角动量可以转移到内部的自由度的原子，从而违反了标准的偶极选择规则。更高的轨道角动量状态可以通过单光子激发过程获得。我们研究了拉盖尔-高斯光束的空间结构如何影响径向耦合强度，假设最简单的情况下，氢类波函数。最后，我们讨论了广义的角动量耦合，以包括精细和超精细分裂的影响，在维格纳-埃卡特定理的背景下。
2015-12-18 physics.atom-ph quant-ph
Quantum X Waves with Orbital Angular Momentum in Nonlinear Dispersive Media
本文提出了色散介质中具有轨道角动量的广义X波的完整和自洽的量子理论。我们表明，由此产生的量子化光脉冲既不受色散也不受衍射的影响，因此对外部扰动有弹性。本文还详细讨论了二次非线性介质和克尔非线性介质中量子X波的非线性相互作用。
2017-04-24 physics.optics quant-ph
Optomechanical Detection of Light with Orbital Angular Momentum
我们提出了一种光学机械装置设计，允许光的轨道角动量的光学转换。使用基于纳米束狭缝模式光子晶体腔的集成腔光学机械系统来检测由光赋予器件的光学诱导扭曲。该装置可以允许当光子被机械元件吸收时测量光的轨道角动量，或者当光子被图案化在装置上的亚波长光栅散射成新的轨道角动量状态时检测光子的存在。这样的系统允许检测具有在装置的机械共振频率下调制的$3.9\times10^3$光子的平均功率的$l = 1$轨道角动量场，并且可以扩展到更高阶的轨道角动量状态。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On orbital angular momentum conservation in Brillouin light scattering within a ferromagnetic sphere
由铁磁球支持的静磁模式被称为Walker模式，每个模式都具有沿着静态磁场的轨道角动量以及自旋角动量。具有非零轨道角动量的Walker模表现出拓扑非平凡的自旋织构，我们称之为\textit{magnetic quasi-vortices}。由介质球支持的光学回音壁模式中的光子具有形成\textit{optical vortices}的轨道和自旋角动量。在铁磁和电介质球体内，两种形式的涡旋在布里渊光散射过程中相互作用。我们认为，在散射有一个选择规则，规定的涡旋之间的轨道角动量的交换。选择规则被证明是负责实验观察到的非互易布里渊光散射。
2017-11-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Hubble and Planck scale limits on the determination of orbital angular momentum states of light
本文回顾了海森堡关于光的轨道角动量的不确定原理。通过考虑自然界中存在的最大和最小尺度，例如哈勃半径和普朗克长度，我们发现确定光子的OAM存在物理上限和下限。
2012-01-16 gr-qc physics.optics quant-ph
Comment on "Measuring the Orbital Angular Momentum of a Single Photon"
每个光子具有不同轨道角动量（OAM）的光学模式可以通过与光束旋转器结合的马赫-曾德尔干涉仪进行分类，而不需要求助于OAM模式转换器。
2002-08-23 quant-ph
Transport of Orbital-Angular-Momentum Entanglement through a Turbulent Atmosphere
我们用实验的方法证明了在大气湍流的影响下，两个光子的轨道角动量纠缠是如何演化的。我们发现，量子信道的容量是令人惊讶的强大：其典型的水平衰减距离是2公里的顺序，展示了光子轨道角动量的潜力，在大都市环境中的自由空间量子通信。
2009-09-21 quant-ph
Orbital-angular-momentum-enhanced estimation of sub-Heisenberg-limited angular displacement with two-mode squeezed vacuum and parity detection
本文提出了一种基于双模压缩真空和宇称探测的轨道角动量增强角位移估计方案。在理想情况下，得到了角位移估计的亚海森堡极限灵敏度。几个现实的因素也被考虑，包括光子损失，暗计数，响应时间延迟，和热光子噪声。结果表明，提高轨道角动量量子数$\ell$可以抵消现实因素对灵敏度的影响。这反映了在不改变平均光子数$N$的情况下，通过提高$\ell$可以提高系统的鲁棒性和实用性。
2018-05-31 quant-ph
Quantum Formulation of Fractional Orbital Angular Momentum
旋转角的量子理论（S. M. Barnett和D. T. Pegg，Phys.Rev.A，41，3427-3425（1990））被推广到轨道角动量的非整数值。这需要引入一个额外的参数，与轨道角动量的分数值相关联的相位不连续的方向。我们应用我们的形式主义的分数轨道角动量在傍轴和非傍轴制度的光模式的传播。
2006-11-15 quant-ph
Orbital angular momentum interference of trapped matter waves
介绍了一种基于环阱中轨道角动量量子化的物质波干涉方案。它不需要分束器，对外部规范场引起的几何相位敏感，并允许测量原子间散射长度。我们认为，轨道角动量干涉测量提供了一个通用的平台，冷原子和玻色-爱因斯坦凝聚体使用国家的最先进的技术的量子相干实验。
2021-03-31 quant-ph
Large Quantum imaging of nonlocal spatial correlations induced by orbital angular momentum
通过扫描符合计数，我们探测了带有轨道角动量的泵浦光参量下转换产生的量子图像。非局部空间相关性通过将符合点一分为二来表现。
2004-09-26 quant-ph
Conservation of Orbital Angular Momentum in Stimulated Down-Conversion
我们报告的实验表明，在受激下转换的轨道角动量守恒。轨道角动量不会转移到自发下转换的单个光束中，但当单独取孪生光子时，它是守恒的。通过无腔受激发射的下转换，我们观察到单个光束的守恒定律。
2001-08-22 quant-ph
The conservation of orbital angular momentum and the two-photon detection amplitude in spontaneous parametric down-conversion
考虑角动量守恒和不守恒两种情况，研究了当引入轨道角动量物理量时，自发参量下转换光束的双光子探测幅度.理论计算与实验观测结果一致，表明下转换光束的双光子探测振幅的空间结构携带着关于自发参量下转换中轨道角动量守恒或不守恒的重要信息。
2007-03-21 quant-ph
Transverse coincidence-structures in spontaneous parametric down-conversion with orbital angular momentum: Theory
得到了携带轨道角动量的II型自发参量下转换横截面的符合结构。围绕泵浦光束方向的方位角对称性破缺在这些量子图像上显示出来。下转换过程的振幅概率的解析表达式示出包括非线性极化率组件。
2007-06-06 quant-ph
Orbital angular momentum in phase space
给出了正则对角-角动量的Weyl-Wigner形式的一个综合理论。特别注意的是与旋转周期性和角动量离散的问题。
2010-11-29 quant-ph
Toward demonstrating super-sensitive angular displacement estimation by using orbital angular momentum coherent state and SU(1,1)-SU(2) hybrid interferometer
本文提出了一种基于轨道角动量相干态和SU（1，1）-SU（2）混合干涉仪的角位移估计方案。该干涉仪由光学参量放大器、分束器和反射镜组成，在此采用了量子探测策略$\---$平衡零差探测。结果表明，在理想的条件下，可以实现超分辨和超灵敏度。此外，我们还研究了光子损失对分辨率和灵敏度的影响，并讨论了协议的鲁棒性。最后，我们证明了我们的协议相比SU（1，1）的优势，并总结了轨道角动量增强协议的优点。
2018-06-20 quant-ph
Single-photon interferometry with orbital angular momentum circumvents standard wave-particle duality
从马赫-曾德尔干涉仪（MZI）中射出的具有明确轨道角动量的偏振光子被证明可以绕过波粒二象性。其偏振分辨探测概率形成非正弦干涉图样。对于MZI臂之间的某些相位差，该模式产生可靠的哪个路径信息和高相位灵敏度。
2007-05-28 quant-ph
Is orbital angular momentum always conserved in spontaneous parametric down-conversion?
在第二类自发参量下转换的非线性光学过程中，我们提出了一个实验，实验表明下转换光束的双光子探测幅度一般不能再现携带非零轨道角动量的泵浦光束的横向轮廓。我们解释了这一观察的轨道角动量是不守恒的II型非线性过程中由于破缺的旋转对称的哈密顿量。
2007-04-20 quant-ph
Photonic integrated chip enabling orbital angular momentum multiplexing for quantum communication
携带轨道角动量的光是经典和量子信息技术的重要资源。它固有的无界性质可以用来产生高维量子态或用于经典和量子通信中的信道复用，以分别显著提高数据容量和密钥速率。虽然具有轨道角动量的光的巨大潜力已被广泛确定，但其技术部署仍然受到能够产生和操纵它的集成和可扩展光子器件的制造所带来的困难的限制。在这里，我们提出了一种能够在800 m长的环芯光纤中激发轨道角动量模式的光子集成芯片，允许我们同时使用2和3种不同的模式来执行并行量子密钥分发。该实验为通过紧凑且重量轻的硅芯片实现量子轨道角动量分割多路复用迈出了第一步，并进一步推动了支持轨道角动量模式的集成可扩展设备的开发。
2021-09-09 quant-ph
Conversion and storage of modes with orbital angular momentum in quantum memory scheme
本文研究了拉曼量子存储协议在轨道角动量量子光场中的应用。存储器协议是在具有能级的$Λ$配置的三能级冷原子系综上实现的。在驱动场可视为平面波的情况下，分析了存储具有轨道动量的光的量子统计的可能性。效率分析表明，与[Golubeva et al. 2012]中考虑的空间多模式记忆协议相比，检查的存储/检索过程不会导致效率降低。我们还提出了一个有效的转换的量子场的轨道角动量的存储单元使用的驱动场与轨道角动量。
2019-12-07 quant-ph
Extrinsic orbital angular momentum of entangled photon-pairs in spontaneous parametric down-conversion
从描述自发参量下转换的光学非线性过程的标准哈密顿量出发，理论上证明了由于空间对称性破缺，产生的纠缠光子对在第二类情形下的相对运动自由度上携带不可忽略的轨道角动量.我们还表明，这些自由度中的光子对携带的轨道角动量在传统测量方案中无法检测到，这需要开发新技术进行进一步的实验研究。
2008-10-07 quant-ph
Orbital angular momentum from marginals of quadrature distributions
提出了一种分析光场轨道角动量的方法。而不是使用的共轭对角动量的正则形式主义，我们模型后一个变量沿两个正交轴的两个独立的谐振子的叠加。通过描述每个振子的标准维格纳函数，我们得到，通过一致的变量变化，一个全面的图片的轨道角动量。我们与以前的方法进行比较，并显示这种方法是如何工作的一些相关的例子。
2013-12-19 quant-ph
Determining the dimensionality of bipartite orbital-angular-momentum entanglement using multi-sector phase masks
利用多扇区相位分析仪可以探测自发参量下转换产生的轨道角动量纠缠的Shannon维数。我们展示了一个空间光调制器为基础的实现这些分析仪，并用它来测量施密特数约50。
2012-07-10 quant-ph
Continuous Variable Entanglement and Squeezing of Orbital Angular Momentum States
我们首次报道了一阶连续变量轨道角动量态的实验表征。利用空间非简并光学参量振荡器（OPO），我们在两个一阶拉盖尔-高斯模之间产生了正交纠缠。将OAM模族映射到轨道Poincare球上，三个轨道参数跨越了球面上的模式位置。利用非简并的OPO，我们产生了这些参数的压缩，并作为一个例子，我们重建的“雪茄形”的轨道庞加莱球上的不确定性体积。
2009-04-27 quant-ph
Structured-light-mediated hybrid entanglement between photon polarization and electronic orbital angular momentum
Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）
该研究提出最小量子光学方案，利用自旋 - 轨道结构双光子态激发半导体量子盘的两个通道，经有效相干映射和光子发射产生光子偏振与电子轨道角动量的混合纠缠，主方程分析表明预示态接近目标纠缠态，为相关研究提供途径。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Implementing the Deutsch's algorithm with spin-orbital angular momentum of photon without interferometer
Deutsch算法是最简单的量子算法，体现了量子计算机的加速性。本文从理论上提出了一种在自旋轨道角动量空间中实现量子Deutsch算法的方案。我们的方案利用了一种新开发的称为“q板”的光学器件，它可以同时耦合和操纵自旋-轨道角动量。由于没有干涉仪，该实验装置在理论上具有很高的稳定性和效率。
2012-07-24 quant-ph
Entanglement of the orbital angular momentum states of the photons generated in a hot atomic ensemble
量子协议将更有效地与高维纠缠态。携带轨道角动量的光子可以用来产生高维纠缠态。在本文中，我们实验证明了在热原子系综中利用自发四波混频产生的Stokes光子和反Stokes光子之间的轨道角动量纠缠。实验还表明，热原子系综与Stokes光子之间存在与空间自由度有关的纠缠。
2008-07-01 quant-ph
Entanglement and conservation of orbital angular momentum in spontaneous parametric down-conversion
研究表明，泵浦光的平面波谱向自发参量下转换产生的双光子场的四阶横向空间关联函数的转移导致了光的轨道角动量守恒和纠缠。通过一个简单的实验装置的基础上四阶（或双光子）干涉，我们表明，我们的理论模型提供了一个很好的描述携带轨道角动量的下转换字段。
2005-03-02 quant-ph
Properties of Spin and Orbital Angular Momenta of Light
本文在量子力学框架下分析了光的自旋和轨道角动量的代数和物理性质。在量子力学意义上，这些动量不是角动量，这一事实的后果在数学上得到了详细的解释。结果证明角动量的自旋部分具有连续的本征值。特别注意的是给予傍轴限制，并充分考虑到偏振自由度的光子以及经典光场的拉盖尔-高斯模式的定义。
2020-06-04 quant-ph
Photon Orbital Angular Momentum and Proca effects in rotating and charged spacetimes
我们分析了在Kerr-Newman和Reissner-Nordstrom-deSitter时空中结构等离子体对光子的Proca质量和轨道角动量的影响。湍流等离子体中特征长度的存在将虚Proca光子质量转换为轨道角动量，结果是虚光子质量减小。这种等离子体效应和引力场效应的结合导致了一种新的天体物理现象，这种现象将轨道角动量的特定分布印刻到从这种黑洞附近发射的不同频率的光中。在不同的频带中的辐射的轨道角动量谱的测定导致的静电和引力场的黑洞和等离子体湍流的完整表征，具有基本的天体物理学和宇宙学的影响。
2011-09-01 astro-ph.HE gr-qc quant-ph
