Electron beams of cylindrically symmetric spin polarization
Yan Wang, Chun-Fang Li
本文首次报道了自旋极化的椭圆对称电子束。结果表明，它们是总角动量在$z$方向上的本征态。但它们既不是自旋的本征态，也不是那个方向上轨道角动量的本征态。
Cylindrically symmetric electron beams in spin polarization are reported for the first time. They are shown to be the eigen states of total angular momentum in the $z$ direction. But they are neither the eigen states of spin nor the eigen states of orbital angular momentum in that direction.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Classical and quantum properties of cylindrically polarized states of light
研究了非均匀偏振光束的理论性质。具体来说，我们确定所有可能的配置的圆柱极化模式（CPM）的电-磁场，计算其总角动量和突出的微妙之处，其结构。此外，这种模式的混合空间偏振描述的介绍和发展。特别是，两个独立的庞加莱球已被引入到同时表示的偏振和空间自由度的CPM。可能的模式到模式的转换可与传统的偏振和空间相位延迟器的帮助下，示出在此表示。此外，这些CPM在量子光学领域的重要性，由于其经典的功能突出。
Levitated optomechanics with cylindrically polarized vortex beams
本文研究柱对称偏振涡旋光束用于光悬浮光力学，可显著降低反冲加热，支持更大粒子捕获，并产生非线性势以创建非经典运动态。
Experimental generation of tripartite polarization entangled states of bright optical beams
明亮光束的多体偏振纠缠态与原子系综的自旋态直接相关，是未来量子信息网络的重要资源之一，可以方便地在由多个原子节点组成的网络中进行量子态的传输和转换。本文给出了用光场的Stokes算符描述的三偏振纠缠的实验证明。通过光学分束器网络，将与铷原子D1线共振频率的三重纠缠态转变为三束明亮光束间的连续变偏振纠缠。所获得的纠缠证实了多体量子化光模的偏振纠缠的扩展准则。
Generation of polarization squeezed light with an optical parametric amplifier at 795 nm
报道了利用正交压缩光束与相干光束合成795 nm偏振压缩光束的实验结果。利用基于PPKTP晶体的简并光参量放大器产生正交压缩光束。观察到Stokes参量压缩为-3.8dB，反压缩为+5.0dB。这种与铷原子D1线共振的偏振压缩光束在量子信息网络和超越散粒噪声极限的精密测量中具有潜在的应用价值。
Quantum measurement of the degree of polarization of a light beam
我们演示了一个相干的量子测量的偏振度（DOP）的测定。这种方法允许在存在快速偏振态波动的情况下测量DOP，这是用通常使用的偏振测量技术难以实现的。采用8块II型非线性晶体进行空间走离补偿，获得了较好的测量精度。
Broadband pumped polarization entangled photon-pair source in a linear beam displacement interferometer
利用宽带自由运转的激光二极管泵浦单极化磷酸钛氧钾（PPKTP）晶体，将其置于线性光束位移干涉仪中，利用0型自发参量下转换（SPDC）技术，实现了偏振纠缠光子对的产生.我们观察到对率为0.56 Mpairs/s/mW，在一个单一的空间模式，在100 nm的光谱范围内的偏振可见度为97.7%。该实验展示了一种利用高功率自由运转的激光二极管和快速多路复用探测器观测千兆计数率的偏振纠缠光子对的途径。
A novel method to investigate how the spatial correlation of the pump beam affects the purity of polarization entangled states
我们提出了一种新的方法来解决I型偏振纠缠态的纯度与泵浦光的空间特性之间的关系。我们的全光学装置是基于一个空间光调制器，它提供了前所未有的控制空间相位函数的纠缠态。用这种方法定量地给出了产生态的纯度与抽运光的空间关联函数之间的关系。
CNOT on Polarization States of Coherent Light
我们提出了一种用于量子计算的CNOT门。CNOT操作基于三活性分子的存在，三活性分子在一个方向上具有偶极矩并引起线偏振光的偏振平面的旋转，并且在垂直方向上具有磁矩。入射的线偏振激光束被分束器分成两束。在一个射束中，准备控制状态，而另一个射束是目标。两束光在含有三活性分子的溶液中偏振态的相互作用可以用CNOT中两个量子比特的相互作用来描述。
Generation of two-color polarization-entangled optical beams with a self-phase-locked two-crystal Optical Parametric Oscillator
介绍了一种产生连续变量偏振纠缠光的新装置。它包括一个光学参量振荡器与两个II型相位匹配的非线性晶体正交取向，与双折射元件可调线性耦合。本文从理论上研究了它的经典和量子性质。结果表明，可以发射出两束频率可调、偏振态清晰的光束。两光束的Stokes参量发生纠缠。这种设置的主要优点是可以直接产生偏振纠缠光，而不需要像当前实验设置中所需的那样在分束器上混合四种模式。该装置为光-物质界面的研究和多模非经典光和高维相空间的产生开辟了新的方向。
Polarization squeezing and continuous-variable polarization entanglement
定义了描述光的量子光学偏振特性的斯托克斯参量算符和相应的庞加莱球，并对它们的基本性质进行了评述。的斯托克斯算子的一般功能说明了他们的平均值和方差的范围内的简单的偏振态的评价。一些例子显示出偏振压缩，其中一个或多个斯托克斯参数的方差小于相干态的值。本文的主要目的是将这些概念应用于明亮的压缩光。结果表明，正交偏振正交压缩光束干涉形成的光束在某些斯托克斯参量下具有压缩特性。这种初级偏振压缩光束通过适当的光学元件产生一对具有双模压缩态性质的偏振纠缠光束。初级偏振压缩光束对的使用导致显著增加的纠缠和EPR纠缠光束的产生。这些非经典偏振态的量子通信的重要优势是实验上确定所有相关的共轭变量的压缩和纠缠场使用线性光学元件，然后直接检测的可能性。
Rutherford scattering of electron vortices
通过考虑圆柱对称的平面波的推广，屏蔽库仑散射的第一玻恩近似展开散射问题中的两个新的维度：入射光束的横向动量和轨道角动量。本文用解析方法计算了入射贝塞尔光束的弹性库仑散射振幅。这揭示了当入射光束被正确准备时，广角散射发生的新特征。结果成功地推广了著名的卢瑟福公式，将横向和轨道角动量的形式主义。
Polarization Squeezing of Continuous Variable Stokes Parameters
我们报告的第一个直接的实验表征连续变量量子斯托克斯参数。我们产生了一个连续波光束的四个斯托克斯参数的三个同时压缩超过3分贝。将两束正交压缩光束经偏振分束器混频后得到偏振压缩光束。根据这两个光束的压缩正交，庞加莱球上的量子不确定性体积变成了一个“雪茄”或“煎饼”状的椭球体。
Optimal cloning of single photon polarization by coherent feedback of beam splitter losses
光场可以通过测量在反射率为R的分束器处反射的场幅度并将与测量结果成比例的相干幅度添加到透射场来放大。通过将这种放大方案的量子光学实现应用于单光子输入，可以克隆光子的偏振态。当放大增益因子等于1-R的平方根的倒数时，单光子偏振的最佳克隆是可能的。
Inelastic electron-vortex-beam scattering
电子涡旋束物理学领域的最新理论和实验发展提出了一个问题，即电子显微镜领域（以及其他领域，如粒子物理学）的这种新颖性究竟提供了什么。回答这些问题的一个重要部分在于散射理论。本研究探讨了具有轨道角动量的圆柱对称光束的非弹性量子散射理论的各个方面。氢原子上的库仑散射模型系统为解决各种悬而未决的问题提供了背景：动量是如何传递的？涡旋光束有选择地激发原子吗？如何利用涡旋光束来探测磁跃迁？本文提出的分析方法为这些问题提供了答案。OAM转移是可能的，但不是通过选择性激发;相反，通过预选择和后选择，可以过滤掉对特定信号的相关贡献。
Alteration in Non-Classicality of Light on Passing Through a Linear Polarization Beam Splitter
通过线偏振分束器，我们观察到双模压缩真空与简单相干光的混合物中的偏振压缩。压缩真空在偏振态上不受压缩，与相干光叠加时产生偏振压缩光。结果表明，在偏振分束器输出端产生的光的三个Stokes参量都是压缩的，压缩因子也依赖于相干光的参量。
Beam focus and longitudinal polarization influence on spin dynamics in the Kapitza-Dirac effect
通过求解相对论性Dirac方程，利用含时微扰理论研究了光束聚焦产生的纵向激光偏振分量对Kapitza-Dirac散射中自旋动力学的影响.纵向光束偏振分量的横向空间依赖性占，通过近似高斯光束与平面波分量。我们发现，从纵向激光束偏振分量的修正近似与衍射角$ε$的二次幂成比例，由此我们得出结论，对于足够低的光束焦点，光束聚焦的相关影响可以忽略不计。
Stereographical visualization of a polarization state using weak measurements with an optical-vortex beam
我们提出了一个立体可视化方案的偏振态的二维成像的弱值与一个单一的设置。其核心思想是在弱测量中采用拉盖尔-高斯模或涡旋光束作为探测态。我们的方案的优点是，我们可以提取信息的偏振状态从单一的图像中的零强度点的光学涡旋光束对应的立体投影点的庞加莱球。我们实验上进行单次弱测量，以验证庞加莱球上的偏振态和零强度点的位置之间的立体关系。
Quantum Entanglement of Complex Photon Polarization Patterns in Vector Beams
我们报道了一个光子的偏振态和另一个光子的复横向偏振态之间的混合纠缠的有效产生和检测。第一光子的偏振测量触发使用单光子敏感相机对其伙伴光子（矢量光子）的偏振敏感成像。因此，我们重建层析成像的矢量光子的复杂的偏振模式依赖于其合作伙伴上进行的偏振测量的类型。我们可视化了不同横向区域的偏振纠缠强度，并证明了一个新的功能：：每个矢量光子既可以与它的伙伴光子纠缠，也可以不纠缠。我们给出了一个直观的，信息理论解释我们的结果。
Theory of Four-Wave Mixing of Cylindrical Vector Beams in Optical Fibers
柱面矢量（CV）光束是一组横向空间模式，具有柱面对称的光强分布和关于光束轴的可变偏振。它们由轨道角动量和自旋角动量的不可分离叠加组成。重要的是，CV光束也是光纤的本征模，因此，在光子学中具有广泛的实际重要性，并且具有通过空间复用增加通信带宽的潜力。本文推导了描述光纤中CV光束四波混频的耦合振幅方程。这些方程使我们能够确定的选择规则，管理的CV模式在四波混频过程中的相互转换。利用这些选择规则，我们证明了四波混频在两个输入光子到两个输出光子的转换中保持了总的角动量，即轨道角动量和自旋角动量的总和。当应用于自发四波混频时，选择规则表明，光子对可以直接在CV模中产生，并且可以在这些模中纠缠。CV模式下的这种量子态光可以使卫星量子密钥分发等技术受益。
Polarization preservation of partially coherent Hermite-Gaussian beams for multiple-degrees-of-freedom free-space communication
多自由度自由空间通信结合了极化和高阶空间模式，有望提供高容量的通信信道。高阶空间模在密集编码和高维量子信息处理中得到了广泛的应用，但高阶空间光束在湍流大气中传输的偏振保持特性尚未得到全面的研究。研究了部分相干厄米-高斯光束沿不同大气湍流路径传输时的偏振保持特性。推导了部分相干厄米-高斯光束沿不同路径通过湍流大气传输时偏振态的解析表达式。结果表明，相干长度越大，光束阶数m、n越大，偏振态变化越小。我们发现，在天顶角θ <π/4的条件下，湍流大气中斜向下传输的偏振演化特性与自由空间中的情况相似。而在较长的传输距离上，湍流大气水平路径中的偏振演化特性与自由空间和倾斜路径中的偏振演化特性有很大的不同。研究结果可为多自由度自由空间通信的实验实现提供依据。
On polarization of vector light beams: origin of Berry phase
当从平面波推广到一般的矢量光束时，由斯托克斯参数描述的偏振概念被证明是在由所谓的斯特拉顿矢量固定的动量相关系统中定义的。作为量子力学语言中真正的内禀自由度，任何动量相关系统中光束的偏振都能表征其在实验室参考系中的矢量特性。因此，斯特拉顿矢量是区分具有相同“偏振”的光束的矢量特征的自由度。斯特拉顿矢量的这种可观测效应有助于理解为什么相同螺旋度和相同动量的平面波会因贝里相位而不同。这可能是第一次揭示Berry相的物理起源。
Cylindrical vector beams for rapid polarization-dependent measurements in atomic systems
我们演示了使用圆柱形矢量光束-光束与空间变化的偏振-用于检测和准备的旋转的温暖的铷蒸气在空间依赖的方式。我们表明，修改后的探测矢量光束可以作为一个原子自旋分析仪的光泵介质，空间调制光束的吸收。我们还演示了空间变化的原子自旋的光泵与矢量光束。因此，光束是有益的，使单射偏振相关的测量，以及为提供一种手段，准备样品与位置相关的自旋。
Swings and roundabouts: Optical Poincaré spheres for polarization and Gaussian beams
本文探讨了极化Poincaré球与高斯光束之间的联系，着重讨论了用哈密顿力学中的各向同性二维谐振子解释椭圆极化，以及它的正则量子化和半经典解释。这导致了结构高斯模式，厄米-高斯，拉盖尔-高斯和广义厄米-拉盖尔-高斯模式的解释，作为对应于2维振子的经典运动常数的算子的本征函数，在半经典量子化时，作为经典椭圆族获得了额外的意义。
Correlating space, wavelength, and polarization of light: Spatio-Spectral Vector Beams
该研究通过结合空间、波长和偏振自由度，提出了一种新型光态，揭示了光场的非分离特性，并展示了其在成像和光谱学中的应用潜力。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。