Coupled orbital angular momentum conversions in a quasi-periodically poled LiTaO3 crystal
实验研究了准周期极化钽酸锂晶体中耦合非线性光学过程的轨道角动量转换。在这种晶体中，三次谐波产生（THG）通过耦合的二次谐波产生（SHG）和和频产生（SFG）过程来实现，即，SHG依赖于SFG，反之亦然。在这种耦合非线性光学过程中，相互作用波的OAM被证明是守恒的。实验中，随着输入OAM的增加，由于基频光强度的降低，转换效率降低。我们的研究结果提供了更好的理解的OAM转换，它可以用来有效地产生一个光学OAM状态在一个短波长。
2016-01-11 physics.optics
Orbital angular momentum conversion of optical field without spin state
光子的轨道角动量作为光的基本性质之一，引起了人们的广泛关注。在这里，我们从理论上证明了没有任何自旋状态的光的OAM转换可以发生在均匀和各向同性介质中时，一个特别定制的局部线偏振（STLLP）光束强烈聚焦的高数值孔径（NA）的物镜。通过高数值孔径的物镜，STLLP光束可以产生相同的双焦点，并且它们之间的距离可以由输入偏振态控制。这样的过程允许从线性状态到共轭OAM状态的部分OAM转换，对于焦场中的纵向分量的每个焦点产生具有相反方向的螺旋相位。
2018-07-16 physics.optics
Up-conversion detection of mid-infrared light carrying orbital angular momentum
频率上转换是一种有效的中红外（MIR）探测方法，通过将长波长光子转换到可见光域，其中有效的探测器是现成的。在这里，我们产生的MIR光携带的轨道角动量（OAM）从差频产生过程中，并执行它通过和频转换在散装准相位匹配晶体的上转换。对于拓扑电荷为0、1和2的光，从MIR到可见光的最大量子转换效率分别为34.0%、10.4%和3.5%，这是通过利用优化的强泵浦光实现的。我们还用专门设计的干涉仪验证了OAM守恒性，结果与数值模拟吻合得很好。我们的研究开辟了产生，操纵和检测携带OAM的MIR光的可能性，并将在MIR领域的光通信和遥感方面具有巨大的潜力。
2022-06-10 physics.optics
Mode conversion and orbital angular momentum transfer among multiple modes by helical gratings
研究了螺旋光栅在两个轨道角动量模之间的耦合特性，即利用螺旋光栅的横向和纵向调制实现两个轨道角动量模之间的灵活转换。除了一对一的OAM交换之外，如果螺旋和相位匹配条件都很好地满足连续耦合，HGs可以实现多模之间的OAM传输。它是由全息光栅的调制条纹的倍数和两个连续模式之间的传播常数的差乘贡献的。基于耦合模理论，研究了环形芯光纤中三重异质结的模式转换和OAM传输，并利用传输矩阵进行了数值模拟。我们的工作可以看作是对光栅模式耦合的一种扩展，对光学领域的模式转换和OAM操纵具有重要的意义。
2019-12-08 physics.optics
Spin-to-orbital angular momentum conversion in dielectric metasurfaces
自旋-轨道角动量转换作为一种产生奇异光束的工具已经引起了相当大的兴趣，导致了实现这一功能的新型器件的出现。这些转换器利用几何相位来创建由入射光的手性确定的旋向性的螺旋光束。由于被称为q板的液晶自旋-轨道角动量转换器（SOC）的演示，这种特性在量子光学中得到了重要的应用。在这里，我们展示了高效率的SOC在可见光的基础上的电介质超颖表面，产生涡旋光束与高，甚至分数拓扑电荷，并显示第一次的同时产生的共线螺旋光束具有不同的和任意的轨道角动量。我们可以预见，这种多功能的方法来创建涡旋光束，它绕过了q板的限制，将显着影响显微镜和矢量光束整形。
2016-05-12 physics.optics
Laser-induced radial birefringence and spin-to-orbital optical angular momentum conversion in silver-doped glasses
经过强激光照射的Ag $^+$ /Na $^{+}$离子交换玻璃样品可能会由于形成银纳米颗粒图案和其他结构而产生新的光学性质。在这里，我们报告的观察激光诱导的永久横向双折射，与光轴形成一个径向图案，所揭示的自旋到轨道的角动量转换发生在探测光束。双折射图案可以很好地建模，导致在激光曝光过程中的银掺杂玻璃中产生的热致应力，虽然导致永久各向异性的实际机制可能更复杂。
2012-01-12 physics.optics
Spin-to-Orbital Angular Momentum Conversion via Light Intensity Gradient
光场除了线性动量外，还携带角动量（AM），它有两个固有分量：一个是与场的偏振态相关的自旋角动量（SAM），另一个是由于螺旋相位引起的轨道角动量（OAM）由于拓扑方位电荷的存在。光场的两个AM分量可能不是相互独立的，并且在聚焦下的自旋-轨道AM转换（STOC）将在纵向场中产生自旋相关的光涡旋。在这里，我们展示了一种新的机制（或新的方式，新的方式，具体的过程）的STOC基于径向强度梯度。径向相位提供了一种有效的方法来控制本地AM密度，诱导各向同性粒子在没有本征OAM的光镊中的违反直觉的轨道运动。我们的工作不仅为光的自旋轨道相互作用提供了基本的见解，而且还推动了光学微操纵的可能应用。
2021-07-07 physics.optics
Orbital-to-Spin Angular Momentum Conversion Employing Local Helicity
光学中的自旋轨道相互作用传统上描述了光的偏振自由度对其空间性质的影响。最突出的例子是在纳米颗粒聚焦或散射圆偏振平面波时产生自旋相关的光学涡旋，将自旋转换为光的轨道角动量。在这里，我们提出了一种机制的转换轨道到自旋角动量的光散射的线性偏振涡旋光束的球形硅纳米粒子。研究表明，聚焦的一阶线偏振拉盖尔-高斯光束（$\ell = \pm 1$）在焦区的螺旋度密度具有$\ell$相关的空间分布。通过使用偶极散射体的螺旋度密度可以局部操纵，而全局影响的自旋和轨道角动量的光束。具体地，散射光可以是纯圆偏振的，其旋向性取决于入射光束的轨道角动量。我们证实了我们的研究结果与理论计算和实验演示。我们的工作揭示了电磁学中螺旋度守恒律的全局和局部性质。
2019-02-05 physics.optics
Transfer of angular spectrum in parametric down-conversion with structured light
我们开发了一种形式化的方法，在参数下转换，允许泵浦与结构光束的角谱转移。该方案是基于一个纠缠光子源泵浦的激光束结构与矢量涡旋偏振分布。这产生了一个双光子量子态，其表现出依赖于偏振的横向相关性，可以通过对空间分离的光子的符合测量来访问。计算出的相关性示出呈现典型的矢量光束的自旋-轨道轮廓，然而，分布在单独的测量区域。我们的方法允许设计的泵浦光束矢量的空间结构和测量策略，这些纠缠态的潜在应用，如在量子通信。
2020-11-16 physics.optics
Optical spin-to-orbital angular momentum conversion in ultra-thin metasurfaces with arbitrary topological charges
与光束的螺旋相位波前相关的轨道角动量为经典和量子通信提供了无界的\qo{space}。在产生和操纵光的轨道角动量状态的不同方法中，自旋和轨道角动量之间的耦合允许更快地操纵轨道角动量状态，因为它取决于操纵光的偏振状态，这比操纵传统的轨道角动量发生器更简单并且通常更快。在这项工作中，我们设计和制造了一个超薄的自旋到轨道角动量转换器，基于等离子体纳米天线和工作在可见光波长范围内，能够将自旋转换为任意值的OAM $\ell$。纳米天线在波束的横向平面中排列成具有明确定义的几何形状的阵列，具有特定的整数或半整数拓扑电荷$q$。当圆偏振光束穿过该超颖表面时，输出光束偏振切换手性，并且OAM的值每光子改变$\ell = \pm2q\hbar$。我们实验证明$\ell$值范围从$\pm 1$到$\pm 25$，转换效率为$8.6\pm0.4~\%$。我们的超薄器件是可集成的，因此适用于量子通信，量子计算和纳米级传感的应用。
2014-07-21 physics.optics
Spin-to-orbital angular momentum conversion in spin Hall effect of light
从经典电动力学的观点出发，研究了自旋-轨道角动量转换在光自旋霍尔效应中的作用。我们引入了自旋和轨道角动量之间的明显分离，以澄清自旋轨道相互作用的SHE的光。我们证明了折射率梯度可以增强或抑制自旋-轨道角动量转换，从而可以控制常规光束折射中的SHE。我们认为，折射率可以任意定制的超材料可能成为放大或消除光的SHE的良好候选者，并且通过适当地促进自旋到轨道角动量转换，SHE可能会显着增强。由自旋-轨道角动量转换控制的横向位移为我们提供了一个清晰的物理图像，以阐明折射率梯度在光的SHE中的作用。这些发现为调节光的SHE提供了一条途径，并且可以外推到其他物理系统。
2011-06-10 physics.class-ph physics.optics
Generating controllable Laguerre-Gaussian laser modes through intracavity spin-orbital angular momentum conversion of light
近年来，携带轨道角动量的拉盖尔-高斯（LG 0 l）模的迅速发展促进了光通信、微操作和量子信息等领域的发展。然而，在紧凑型器件中有效地产生明亮、纯净和可选择的LG 01激光模式仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一个低阈值的固体激光器，可以直接输出选定的高纯度LG 0 l模式与高效率和可控性。利用光的自旋-轨道角动量转换来实现腔内横模的可逆转换，从而确定输出模的折射率。产生的LG 0 1和LG 0 2激光模式的纯度分别为~97%和~93%，斜率效率分别为~11%和~ 5.1%。此外，我们的腔设计可以很容易地扩展到产生高阶拉盖尔高斯模式和圆柱矢量光束。这种紧凑的激光配置具有灵活的控制，低阈值和鲁棒性，使其成为超分辨率成像，高精度干涉仪和量子关联应用的实用工具。
2018-07-26 physics.optics
Orbital angular momentum light frequency conversion and interference with quasi-phase matching crystals
具有螺旋相位结构的光携带量子化的轨道角动量（OAM），在经典光学和量子光学中有着广泛的应用，如大容量光通信和量子信息处理等。频率变换是扩展基频光频率范围的基本技术。OAM携带光的频率转换产生了新的物理和应用，例如图像的上转换检测和高维OAM纠缠。准相位匹配（QPM）非线性晶体具有高的有效非线性系数和无走离效应，是频率转换的理想材料。在这里，我们报告的第一个实验二次谐波产生（SHG）的OAM光与QPM晶体，其中产生的紫外光与OAM为100。利用专门设计的干涉仪验证OAM守恒。利用携带相反符号的OAM叠加的泵浦光束，我们在SHG光中观察到有趣的干涉现象;具体地说，获得了一种光子学齿轮状结构，该结构给出了OAM守恒的直接证据，这对于超灵敏的角度测量将是非常有用的。我们还开发了一个理论来揭示现象的物理基础。本文的方法和理论分析也适用于其他频率转换过程，如和频产生和差频产生，也可以推广到单光子的量子态。
2014-05-08 physics.optics
Photon Self-Induced Spin to Orbital Conversion in TGG crystal at high laser power
在本文中，我们提出了一个新发现的三阶非线性光学过程的光子角动量的自诱导自旋-轨道转换（SISTOC）的实验证据。这种效应是强激光束在各向同性材料中传播时产生退偏的物理机制。与自聚焦一样，SISOC过程是由激光加热引发的，导致介质中的径向温度梯度。在这项工作中，我们测试了在大约100 W的激光功率下，铽镓石榴石（TGG）棒中SISOC的发生。为了研究SISOC过程，我们使用了不同的技术：偏振分析，干涉测量和光子轨道角动量的层析成像。我们的研究结果证实，特别是，光束的表观去极化是由于发生最大纠缠的自旋和轨道角动量的光子经历SISTOC过程。这种解释的真实性质的退偏机制可能是一些帮助，在寻找新的方法来减少或补偿这种通常不需要的退偏效应在所有情况下，非常高的激光功率和良好的光束质量是必需的。
2010-08-06 physics.optics
Orbital angular momentum spectrum of Bessel-Gaussian modes, as generated by spontaneous parametric down-conversion
研究了高斯泵浦光自发参量下转换产生的贝塞尔-高斯模式谱。这是通过首先推导出一个一般表达式的真实概率检测特定的横向空间模式的光子对中产生的自发参数下转换过程。这些表达式适用于与共线简并下转换光束进行I型相位匹配的贝塞尔-高斯模式。结果表明，在一定条件下，Bessel-Gaussian模可以得到较宽的轨道角动量谱。
2012-01-06 physics.optics quant-ph
Coherent control of optical spin-to-orbital angular momentum conversion in metasurface
我们提出并实验证明，由Pancharatnam-Berry相位光学元件组成的超颖表面可以完全控制光学自旋-轨道角动量转换。我们的方法依赖于超颖表面上的透射和反射之间的临界干涉，以通过对两个入射光束的相干控制来创建具有高输出的主动可调谐和可控转换。所介绍的控制方法是通用的，并可能是一个重要的一步，对实际应用的功能光学器件的发展。
2016-07-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single-Shot Orientation Imaging of Nanorods Using Spin-to-Orbital Angular Momentum Conversion of Light
任何纳米系统的关键信息是其部件的取向和构象。不幸的是，这些细节往往隐藏在衍射极限之下，必须使用精细的技术来光学探测它们。在这里，我们提出了一种单次拍摄成像技术，允许时间分辨监测金属纳米棒的旋转运动，在宽场制度中实现，并且没有测量角度的模糊性。在我们的新方法中，纳米棒取向被压印到由相反自旋状态组成的散射光的几何相上。通过自旋-轨道角动量转换，我们产生了两个反向缠绕的螺旋波（光学涡旋），用于恢复纳米棒的面内取向。该方法使用光刻制造的纳米棒进行校准，并通过固定和移动的亚100 nm胶体纳米棒的旋转成像进行测试（测量精度为2.5°）。我们设想这种技术也可以用于估计纳米棒的纵横比和它们的面外取向。
2020-11-05 physics.optics
Quantitative measurement of orbital angular momentum in electron microscopy
电子涡旋束通过轨道角动量的转移可以实现原子尺度的磁信息测量。到目前为止，研究的重点是开发这些光束的生产技术和应用。然而，测量出射轨道角动量分布的方法也是实现这一目标的关键要求。在这里，我们使用的方法来获得轨道角动量分解的电子束，使用多针孔干涉仪。我们证明了它的能力，准确地测量轨道角动量分布，其实验局限性时，用于透射电子显微镜。
2014-03-18 physics.optics
Enhancing Near-Field Optical Tweezers by Spin-to-Orbital Angular Momentum Conversion
光的近场图案提供了一种在纳米光子学、微生物学和纳米技术中的各种应用中光学捕获、递送和分选单个纳米级颗粒的方法。利用严格的电磁场理论，研究了携带自旋和轨道角动量的近场光镊的作用力和捕获性能。假设捕获场是由全内反射显微镜物镜在玻璃-水界面处产生的，其中大部分透射光是瞬逝的。我们发现这些镊子的新方面，包括旋转和稳定捕获纳米级珠子的可能性。更重要的是，我们表明，在近场条件下，自旋和轨道角动量的贡献的小粒子的旋转几乎是相等的，打开的可能性，相互抵消时，他们有相反的符号。我们表明，这些条件导致最佳的光阱，产生非常有效的光镊nanomipulation，具有圆对称性和相对较弱的旋转。
2022-05-31 physics.optics
Spin-to-orbital momentum conversion via electrooptic Pockels effect in crystals
在本工作中，我们已经证明了一种可能性，实时操作的轨道角动量（OAM）的光束通过普克尔斯效应在固体晶体材料。通过对锥形电场作用下光学菲涅耳椭球的分析，证明了便于自旋角动量（SAM）转换为OAM的晶体点群应包含三重对称轴或六重反转轴。我们的实验研究和理论模拟的SAM到OAM转换效率进行的铌酸锂晶体的结果吻合得很好。
2011-07-08 cond-mat.other physics.optics
Spin-to-Orbital Angular Momentum Conversion in Semiconductor Microcavities
我们实验证明了一种利用平面半导体微腔产生携带轨道角动量的光束的技术。尽管是各向同性系统，但以半导体微腔为特征的横电-横磁（TE-TM）偏振分裂允许将入射激光束的圆偏振转换为透射光场的轨道角动量。这一过程意味着腔内光场形成了一对光学半涡旋，即拓扑实体。
2011-03-01 cond-mat.other physics.optics
A Compact Orbital Angular Momentum Spectrometer Using Quantum Zeno Interrogation
我们提出了一个方案来测量轨道角动量光谱的光使用精确定时的光学回路和量子非破坏测量。我们还讨论了不完善的光学元件的影响。
2014-01-11 physics.optics
Spin constrained orbital angular momentum control in high-harmonic generation
上转换过程中自旋和轨道角动量之间的相互作用使我们能够通过操纵驱动场的微观偏振来控制高次谐波的宏观波前。我们证明了控制的轨道角动量在高次谐波产生从固相和气相目标使用的自旋角动量的选择规则。气相谐波将角动量的控制扩展到极紫外波长。我们还提出了一个双色方案，以产生光谱分离的极紫外辐射携带轨道角动量。
2018-10-13 physics.optics
Management of the orbital angular momentum of vortex beams in a quadratic nonlinear interaction
从理论上和数值上研究了二次非线性过程中基光束轨道角动量的光强控制。特别是，我们分析了种子二次谐波产生过程中存在的相互作用光束的轨道角动量，由于轴上和离轴的光学涡旋。提出和讨论的例子。
2011-04-13 physics.optics
Comment on "Optical orbital angular momentum from the curl of polarization"
关于X的评论L. Wang等人，物理修订信函105，253602（2010）中所述。
2011-02-08 physics.optics
Frequency up-conversion and arbitrary sum arithmetic of lights with orbital angular momentum
首次报道了两束携带轨道角动量（OAM）的光束在准相位匹配晶体中的频率和。详细研究了一束光携带OAM，另一束光为高斯模以及两束光都携带OAM的情况。在转换过程中，给出了一种基于OAM的任意光和算法。本论文的研究对于构建基于OAM的混合光通信网络和全光交换具有重要的应用前景。
2014-06-19 physics.optics quant-ph
Fine-tuning of orbital angular momentum in an optical parametric oscillator
研究了带轨道角动量的结构光泵浦的II型光学参量振荡器的动力学特性。不同的动力学制度的理论推导和实验证明，这取决于所施加的非线性介质的各向异性效应。在弱各向异性的制度，微调的轨道角动量转移是通过调整晶体参数。在强的各向异性下，轨道角动量转移是不可能的，并且观察到尖锐的动力学行为，在不同的横模之间具有突然的切换。
2019-06-28 physics.optics
Transverse spin and orbital angular momenta in rotating-wave structured light
本研究证明单色光场中带涡旋的旋转波结构光携带有内禀横向轨道角动量，揭示其横向自旋与轨道角动量密度的非平凡特性，验证了二者局域相互转换、总角动量密度守恒及自旋-动量锁定效应。
2024-06-19 physics.optics
An upper limit to the orbital angular momentum of a vortex-carrying ultrashort pulse
发现环形脉冲涡旋的拓扑荷的大小受脉冲频谱的平方平均频率相对于其方差的限制。这个限制意味着脉冲携带的轨道角动量的上限，以及脉冲携带任何轨道角动量的持续时间的下限。
2018-12-28 physics.optics
Subwave spikes of the orbital angular momentum of the vortex-beams in a uniaxial crystal
我们从理论上预言了垂直于晶体光轴传输的椭圆涡旋光束的圆偏振分量中，中心光涡旋的转换过程所引起的轨道角动量的巨大尖峰。我们在实验上观察到了晶体长度亚波长偏差内的转换过程。我们发现光束的轨道总角动量是守恒的。
2011-08-11 physics.optics
Measurement of the Orbital Angular Momentum Spectrum of Partially Coherent Fields using Double Angular Slit Interference
利用两个角狭缝实现了一种干涉测量部分相干光场轨道角动量模谱的方法。当狭缝的角间距改变时，获得特定OAM模式的干涉图案。作为角分离函数的该干涉图案的可见度等效于场的角关联函数。通过对双角缝干涉得到的角关联函数进行傅里叶变换，计算了部分相干光场的OAM谱。该方法对于表征高维量子信息协议中的OAM谱具有潜在的应用。
2012-11-16 physics.optics
Multipolar expansion of orbital angular momentum modes
本文提出了将傍轴光束扩展到多极电磁场的一般方法。这种方法被应用到扩展的傍轴模式与轨道角动量（OAM），显示了傍轴OAM是如何相关的一般角动量的电磁波。这种方法可以推广到准傍轴光束，即高度聚焦的激光束。讨论了它在控制原子电子跃迁中的一些应用。
2008-04-09 physics.optics
Tuning Optical Orbital Angular Momentum in Optical Superlattice under Electro-optic Effect
介绍了一种利用电光效应产生和调节聚焦高斯光束通过光学超晶格的光学轨道角动量的新方法。在我们的计算中，轨道角动量（OAM）来自于偏振旋度。我们看到，调整外部电场、束腰半径和晶体长度提供了光在横截面上的OAM的显著变化。相信本发明将在光学操纵领域得到应用。
2011-08-26 physics.optics
Second harmonic generation of spatiotemporal optical vortices and conservation of orbital angular momentum
时空光学涡旋（STOV）是一种新型的内禀光学轨道角动量（OAM）结构，其中OAM矢量与传播方向正交[Optica 6，1547，（2019）]，光学相位在时空中循环。在这里，我们的实验和理论证明，第一次，产生的二次谐波的STOV携带脉冲随着保守的STOV为基础的OAM。我们的实验验证了单个光子可以具有垂直于其传播方向的固有轨道角动量。
2021-02-18 physics.optics
Comment on "Poynting vector, orbital and spin momentum and angular momentum versus optical force and torque on arbitrary particle in generic optical fields"
我们批评Ng等人最近在arXiv：1511.08546中报道的一些想法和结果的原创性或正确性。
2016-05-14 physics.optics
Orbital angular momentum is dependent on polarization
结果表明，自由电磁场的动量密度分裂为两部分。由于横截性条件，对净动量没有贡献。另一个产生所有的动力。前一部分产生的角动量是自旋，后一部分产生的角动量是轨道角动量。给出了自旋和轨道角动量在倒易空间中电矢量的表达式。以这种方式定义的自旋和轨道角动量用于研究最近发表的论文[Phys.Rev.A78，063831（2008）]中描述的非傍轴光束的角动量。发现轨道角动量除了依赖于$l$项外，还依赖于两个全局量，即用广义Jones矢量表示的极化和用单位矢量$\mathbf{I}$表示的新特征，而自旋只依赖于极化.讨论了$\mathbf{I}$效应对轨道角动量的偏振依赖性。文中还对所得结果作了一些应用。利用自旋起源于动量密度中对净动量没有贡献的部分这一事实，说明圆极化平面波的自旋不存在佯谬。自旋和轨道角动量的偏振依赖性被证明是起源的转换从近轴拉盖尔-高斯光束的自旋到轨道角动量的聚焦光束通过高数值孔径。
2016-01-29 physics.optics
Observation of reversible orbital angular momentum transfer based on photon-phonon coupling
轨道角动量（OAM）由于其最有吸引力的高维特性而引起了极大的兴趣，并且已经进行了基于OAM复用的通信中的几个突破性的演示。因此，来自OAM复用的快速数据密度增长对信号处理层提出了巨大的挑战。与此同时，在另一个领域，基于光子-声子转换的光信号处理电路也受到了广泛的关注，并取得了迅速的发展。在这里，为了找到OAM复用和光子-声子转换之间的交叉点，我们报告了可逆OAM光子-声子转换的观察结果。利用布里渊光子-声子耦合，在声信号的衰减时间内，一个特定的OAM态可以在光子域和声子域之间灵活可控地相互转换，其中OAM和自旋角动量是独立守恒的。我们的结果表明，可控的OAM传输之间的光子和声子，显示了使用OAM复用扩展的能力，基于光-声子转换的信号处理方案的潜力，并可能引发OAM复用的光-声子电路的发展。
2016-01-24 physics.optics
Liquid crystal spatial-mode converters for the orbital angular momentum of light
我们提出了一种可调液晶器件，它可以将光束的纯轨道角动量本征模转换为等权重的反手本征模叠加，反之亦然。对于特定的输入状态，该装置因此可以模拟给定的二维轨道角动量子空间中的π/2相位延迟器的行为，类似于用于光学偏振的四分之一波片。相同器件的变体从高斯输入开始生成相同的最终模式。
2013-02-07 physics.optics
Effects of orbital angular momentum on few-cycle pulse shape: Coupling between the temporal and angular momentum degrees of freedom
描述了脉冲拉盖尔-高斯光束中轨道角动量与时间自由度之间的耦合。这种耦合的效果是显着增加的持续时间时，由脉冲携带的OAM是大的，并增强时空耦合的几个周期的脉冲。与这些脉冲中的空间、群速度和拓扑电荷色散等其他有害但可恢复的效应相反，OAM-时间耦合效应是不可避免的，因此在诸如基于OAM的光通信或产生携带涡流的阿秒脉冲等应用中具有影响。
2019-02-27 physics.optics
A unified matrix representation for spin and orbital angular momentum in partially coherent beams
一个矩阵表示引入静止的光束状光场，允许同时治疗的轨道角动量（OAM）和空间相干性的二阶状态。该相干-OAM矩阵是笛卡尔偏振基中的2 X 2光束相干-偏振矩阵或圆偏振基中的相干-自旋角动量（SAM）矩阵的对应物。讨论了相干-OAM矩阵的一般性质，并引入相干-SAM-OAM矩阵作为处理具有任意相干、自旋和轨道角动量态光束的统一实体。
2021-01-20 physics.optics
Electrically-activated spin-controlled orbital angular momentum multiplexer
我们提出并测试了一个静态的轨道角动量模式多路复用器与动态几何相位光学元件的集成，使按需自旋控制的角动量多路复用。利用三维高分辨率电子束光刻技术制作的衍射光学多路复用器实现了从线性相位梯度到方位角相位梯度的共形映射。后者是由一个动态的自旋轨道附加功能，包括一个自我设计的电激活的液晶光学涡旋发生器具有大的清晰孔径和高分辨率。通过以紧凑的方式组合基于光的光学角动量的几个功能，所提出的混合器件可以在基于轨道角动量的下一代高维模式切换器和路由器中找到应用。
2018-03-27 physics.optics
Spin and orbital angular momenta of electromagnetic waves in classical and quantum electrodynamics
本文对比经典与量子电动力学框架，分析平面波及有限波包的自旋与轨道角动量计算难点，并阐明多模结构带来的量子推广问题。
2023-10-01 physics.optics
Gouy phase-matched angular and radial mode conversion in four-wave mixing
研究了在加热的铷蒸气中通过四波混频实现的横向光模之间的转换，我们证明并解释了方位角和径向模数之间的转换。这些与正交模态尺寸有关，人们通常不会期望它们相互作用。虽然在这个非线性过程中的角动量守恒决定了角模式数的选择规则，径向模式数的作用更加深奥。我们系统地表明，古伊相是理解这种转换的关键，导致显着不同的转换行为在厚和薄介质制度。我们的实验研究这些制度之间的过渡桥梁以前的实验在原子厚介质和工作在非线性晶体之间的差距。我们的工作设定了一个明确的起点，探索新的领域在厚介质制度，允许有效的径向到方位角和径向到径向模式转换。
2021-02-25 physics.atom-ph physics.optics
Spin-Orbit Angular Momentum Conversion in Metamaterials and Metasurfaces
在过去的几十年里，在操纵光的自旋角动量（SAM）和轨道角动量（OAM）方面取得了前所未有的进展，使许多应用从经典和量子通信到光学显微镜和超分辨率成像。超表面是人工设计的2D超材料，具有设计的亚波长尺寸构建块，可以精确控制光场，具有无与伦比的灵活性和性能。光学超颖表面的降维实现了新的物理学，并导致与块体材料可实现的功能和应用显著不同的功能和应用。本文综述了近年来光学超颖表面在集成自旋轨道转换（SOC）器件中的应用，并对超颖表面在光的SAM和OAM操纵方面的研究进展进行了综述。
2019-07-25 physics.optics quant-ph
Optical spin-to-orbital angular momentum conversion in inhomogeneous anisotropic media
实验证明了圆偏振光所携带的自旋角动量被转换成轨道角动量的光学过程，从而产生了波前螺旋度受输入偏振控制的螺旋模。这种现象需要光与光学不均匀和各向异性的物质相互作用。基本的物理学也与所谓的Pancharatnam-Berry几何相位有关，这些相位涉及光学偏振的任何非均匀变换。
2007-12-01 cond-mat.soft physics.optics quant-ph
Angular harmonics of the excitonic polarization conversions effect
我们建议的偏振转换效应，激子模拟的一阶空间色散现象，然而，观察到的光致发光，而不是在通过光的唯象理论。利用赝自旋方法计算了电中性量子点模型系统在沿生长轴方向的磁场作用下的光学偏振响应。所有可能的形式的偏振响应是由九个不同的字段相关的系数，代表，因此，一个自然的基础上进行分类的各种转换。现有的实验数据可以很好地记录在这个分类方案。预测了两个尚未解决的实验效果。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin-to-Orbital Conversion of Angular Momentum in Harmonic Generation Driven by Intense Circularly Polarized Beam
首次提出并研究了一种基于强圆偏振激光与平面薄膜相互作用实现自旋-轨道角动量转换的新物理机制。通过理论分析和数值模拟，证实了相对论CP激光束（即使是高斯光束）垂直入射平面薄膜后，会产生携带轨道角动量（OAM）的涡旋谐波。这种涡旋谐波的产生是由于等离子体表面的涡旋振荡由CP束的涡旋纵向电场谐波驱动。在谐波产生过程中，由于总角动量守恒，基频光子的自旋角动量转化为谐波光子的OAM。此外，如果采用初始涡旋光束或螺旋相位板，谐波光子的OAM可以更好地调谐和控制。
2019-03-12 physics.optics physics.plasm-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
Fourier relationship between angular position and optical orbital angular momentum
我们证明了一个光模的角位置和角动量之间的傅立叶关系。特别是，我们测量的轨道角动量状态的光，已通过一个光圈的分布和验证的轨道角动量分布是由复杂的傅立叶变换的光圈功能。我们使用空间光调制器，配置为衍射光学元件，以定义光束的初始轨道角动量状态，设置定义孔径，并测量所得光束的角动量扩展。这些测量清楚地证实了角动量和角位置之间的傅立叶关系，即使在对应于单光子水平的光强度下也是如此。
2006-06-15 physics.gen-ph physics.optics
Spin-to-orbital angular momentum conversion in non-Hermitian photonic graphene
本文提出在非厄米光子石墨烯中通过自旋-轨道耦合将自旋角动量转换为轨道角动量的机制，利用光束旋性和晶格交错作为两个控制旋钮实现按需调控，对光通信具有重要意义。
2025-04-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Large-scale integrated reconfigurable orbital angular momentum mode multiplexer
最近的实验表明，在轨道角动量复用光互连网络的链路容量提高其潜力。同时，需要紧凑的光子集成轨道角动量（解）复用器件来解决诸如高可扩展性、快速可配置性、低成本和低功耗的要求。在这里，我们报告了一个大规模的集成可调谐轨道角动量模式复用器，它支持多达20个复用轨道角动量模式超过16个波长的通道，30 GHz的信道间隔。9个复用的OAM光束编码的28 Gbaud 16正交幅度调制信号的测试床的演示，实现了1.008 Tbit s-1的聚合速率与低的惩罚和亚微秒的轨道角动量模式的重构速率。该器件为取代笨重的衍射光学元件提供了一种有效的解决方案，为光互连网络中的轨道角动量复用铺平了道路。
2020-08-03 physics.app-ph physics.optics
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
Orbital angular momentum due to modes interference
给出了用标量势计算不变光束轨道角动量的一般表达式。这些解可分为横电TE、横磁TM和横电磁TE/TM偏振模式。我们证明了具有轴对称性的非傍轴矢量光束的叠加可以提供一个很好定义的轨道角动量，并且模式叠加影响角动量通量密度。结果进行了说明和分析贝塞尔光束。
2020-08-09 physics.app-ph physics.optics
Angular momentum of non-paraxial light beam: Dependence of orbital angular momentum on polarization
结果表明，自由电磁场的动量密度分裂为两部分。由于横截性条件，对净动量没有贡献。另一个产生所有的动力。与前一部分相关的角动量是自旋，与后一部分相关的角动量是轨道角动量。给出了自旋和轨道角动量在倒易空间中电矢量的表达式。以这种方式定义的自旋和轨道角动量用于研究最近发表的论文[Phys.Rev.A78，063831（2008）]中描述的非傍轴光束的角动量。发现轨道角动量除了依赖于$l$项外，还依赖于两个全局量，即用广义Jones矢量表示的极化和用单位矢量$\mathbf{I}$表示的新特征，而自旋只依赖于极化.讨论了$\mathbf{I}$碰撞对轨道角动量的极化效应。文中还对所得结果作了一些应用。利用自旋起源于动量密度而动量密度对净动量没有贡献这一事实，说明圆极化平面波的自旋不存在佯谬。自旋和轨道角动量的偏振依赖性被证明是起源的转换从近轴拉盖尔-高斯光束的自旋到轨道角动量的聚焦光束通过高数值孔径。
2009-09-12 physics.class-ph physics.optics
