Generation of intense, polarization-controlled magnetic fields with non-paraxial structured laser beams
本文提出利用非傍轴结构激光束和多光束配置产生偏振态与振幅可控的孤立强磁场，在中等强度激光下即可达到数十特斯拉，为铁磁材料和手性介质的超强磁场相互作用研究开辟了新途径。
2024-05-03 physics.optics
The Vacuum Emission Picture Beyond Paraxial Approximation
量子真空中电磁场之间有效非线性耦合的光学特征可以方便地用强经典时空相关电磁场诱导的受激光子发射过程来描述。最近的研究采用这种方法来研究近轴近似下高斯激光脉冲的碰撞。本研究扩展了这些调查超越傍轴近似，通过使用一个有效的数值求解器的经典输入字段。这种新的数值代码允许在真空中麦克斯韦方程所支配的一般电磁场中的QED真空非线性的光学签名的一致的理论描述，如明显的非傍轴激光脉冲。我们的代码是基于海森伯-欧拉有效拉格朗日的局部常数场近似。由于这种近似是适用于基本上所有的光学高强度激光实验，我们的代码是能够计算信号光子发射振幅在完全通用的输入场配置，仅限于数值成本。
2018-12-11 hep-ph physics.optics quant-ph
Relevance of Longitudinal Fields of Paraxial Optical Vortices
纵向电磁场通常变得与强聚焦的非傍轴光束中通常占主导地位的横向分量相当。对于光学涡旋模式，它在这里强调了它们的角动量特性如何产生纵向场，在一般情况下，必须占，即使在傍轴制度。一阶纵向分量的量子化拉盖尔-高斯模式推导和数值研究相对于傍轴参数，突出轻物质和自旋轨道相互作用，源于纵向领域的弱聚焦，傍轴光束在自由空间。对光学涡旋与原子、分子和其他纳米结构相互作用的近轴近似的有效性提出了新的限制。
2020-12-17 physics.atom-ph physics.optics
Limitations of the paraxial beam model in the study of quantum vacuum signals
本文指出了旁轴光束模型在量子真空信号研究中导致偏振翻转信号光子产率高估约六倍的缺陷，提出了一种在挑战传统模型的情况下获得准确闭式表达式的策略，并通过线偏振激光脉冲对撞示例验证了其有效性。
2025-07-16 hep-ph physics.optics quant-ph
Radial coherent and intelligent states of paraxial wave equation
计算了柱坐标系下傍轴光模径向折射率的阶梯算符。算子服从su（1，1）代数对易关系。基于这个李代数，我们发现作为破坏算符的本征态构造的相干模与位移算符作用于基模的相干模是不同的。详细研究了这两种径向相干模的一些性质。
2012-11-17 math-ph math.MP physics.optics
A New Perspective on Matrix Representation of Paraxial Geometric Optics using Two Kinds of Three-Matrix Decompositions of the $2\times 2$ Special-Linear-Group Matrices
Osaka university, Faculty of earth and space science（大阪大学地球空间科学系）
本文提出两种三种矩阵分解方法，用于近轴几何光学中ABCD矩阵的分解，以优化非近轴特性。
2026-10-20 physics.optics
Hidden symmetry and nonlinear paraxial atom optics
本文利用非线性波方程的隐对称性，分析了傍轴均匀原子激光束在沿传播轴光滑变化的二次势和柱势中的传输。推广了品质因数和近轴ABCD形式，精确地解释了这种光束中的平均场相互作用效应。使用基于矩的方法，这些理论工具提供了一个非常简单，但相互作用的光束轮廓演变的准确图片。讨论了制导原子激光实验。这种治疗同时解决光学和原子束在一个统一的方式，利用非线性光学和非线性傍轴原子光学之间的正式类比。
2009-12-09 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Ray splitting in paraxial optical cavities
本文数值研究了在存在光线分裂机制时傍轴光腔中光线的动力学。该腔为传统的双镜稳定腔，通过垂直于腔轴插入一个光学分束器来实现光束的分束。我们表明，取决于分束器的位置的光学谐振腔可以变得不稳定和射线动力学显示一个积极的李雅普诺夫指数。
2003-11-24 physics.optics
Relativistic regimes for dispersive shock-waves in non-paraxial nonlinear optics
本文研究了非傍轴性对离焦非线性薛定谔方程中色散激波动力学的影响。我们表明，这个问题可以描述在一个相对论性粒子运动的潜力。最低阶校正增强了波的破碎，并以实验可测试的量对最高可实现的光谱施加限制。
2014-12-30 physics.optics
Paraxial ray optics cloaking
尽管在光学空间隐身方面有很大的兴趣和进展，但在可见光区的三维（3D）、透射、连续多方向隐身尚未得到证实。在这里，我们实验证明这样的斗篷使用射线光学，虽然有一些边缘效应。我们的设备不需要新材料，使用各向同性现成的光学器件，易于缩放以掩盖任意大的物体，并且与光学材料的选择一样宽带，所有这些都是当前隐身方案的挑战。此外，我们提供了一个简洁的形式主义，量化和生产完美的光学斗篷在小角度（“傍轴”）的限制。
2014-11-08 physics.optics
Field theory of monochromatic optical beams. II Classical and quantum paraxial fields
这项工作是第二部分的调查，旨在研究光学波动方程从场论的观点。在这里，我们研究满足傍轴波动方程的标量场的经典和量子方面。首先，我们确定的能量守恒律，线性和角动量的傍轴场在经典的背景下。然后，我们继续进行场的量子化。最后，我们将所得结果与传统结果进行了比较。
2014-12-07 physics.optics quant-ph
Photon-Photon Scattering at the High-Intensity Frontier: Paraxial Beams
我们的目标是研究强激光束所产生的强宏观电磁场中量子真空非线性的光学特征。真空发射方案非常适合这项任务，因为它自然区分入射激光束（描述为驱动效应的经典电磁场）和发射的信号光子（编码量子真空非线性的签名）。使用海森堡-欧拉有效作用量，我们的方法允许一个可靠的研究QED真空非线性的光子签名的参数制度访问的全光学高强度激光实验。为此，我们采用了一种有效的，灵活的数值算法，它允许在聚焦近轴高强度激光脉冲的碰撞中出现的信号光子的详细研究。由于我们的数值解的高精度，我们预测信号光子的总数，但也有充分的访问信号光子的特性，包括他们的光谱，传播方向和偏振。我们讨论的设置提供了一个很好的背景噪声比，从而提供了一个重要的一步量子真空非线性的实验验证。
2018-12-06 hep-ph physics.optics quant-ph
Spin/momentum properties of the paraxial optical beams
自旋角动量是经典电磁场的基本动力学性质，在自旋轨道相互作用、光与物质相互作用，特别是近场光学中起着重要的作用。对光学自旋的研究导致了诸如光学自旋-动量锁定和光子拓扑准粒子等现象的发现，以及在高精度探测和纳米计量学中的应用。本文研究了傍轴光学系统中的自旋-动量关系，证明了光学自旋角动量同时包含横向和纵向自旋分量。横向自旋起源于场的不均匀性，并受动量密度的涡度控制，而平行于局域正则动量的纵向自旋与光的偏振椭圆率成正比。此外，在傍轴光束中可以观察到由光学横自旋引起的类skyrmionlike自旋织构，并且它们的拓扑结构在传输过程中不受Gouy相位的影响。有趣的是，光学奇异性，包括相位奇异性和偏振奇异性，也可以显著影响自旋动量性质。我们的研究结果描述了在傍轴光学系统的内在自旋动量性质，并适用于分析的自旋动量的光学聚焦，成像和散射系统的性质。
2022-12-09 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
Generic Optical Singularities in Brewster-reflected Post-paraxial Beam-fields
本研究通过布鲁斯特反射后的近轴光束场，利用经验函数模拟场分量，揭示了光学光束位移、相位奇点及通用偏振奇点的形成与过渡动力学，为生成和研究光学奇点提供了新方法。
2025-08-03 physics.optics
Paraxial propagation in amorphous optical media with screw dislocation
研究了平行于螺旋轴的近轴光束在光学弱非均匀各向同性位错非晶介质中的传输。螺旋位错对光束的轨道角动量的影响示出改变光学涡旋强度，使涡旋湮灭或产生可能。此外，位错诱导弱\textit{biaxial}各向异性介质中由于弹光效应，这改变了光束的自旋角动量，以及引起旋进的偏振。导出了光束的运动方程，并证明了位错介质中的光学霍尔效应。它的应用方面确定的伯格斯矢量以及介质的弹光系数进行解释。
2010-02-03 physics.optics
Theory of paraxial optical Skyrmions
本文借助与超流体He³-A相的数学类比，建立了傍轴光学斯格明子理论，并发现了其他物理领域中没有对应物的非整数斯格明子数偏振结构。
2024-04-17 physics.optics
Path Integral for Non-Paraxial Optics
本文构造了非傍轴光学的费曼路径积分方法。这是通过使用非傍轴光学系统和由于存在最小可测量长度而变形的广义薛定谔方程之间的数学类比来完成的。使用这个类比，我们研究了在这个光学系统中的最小长度的后果。这种路径积分已被用来获得这种光学系统的瞬子解。此外，还对该光学系统的Berry相位进行了研究。这些结果为路径积分方法在光学中的应用提供了新的途径。此外，由于在量子引力中研究了具有内禀最小长度的系统，因此超聚焦光脉冲可以作为量子引力的光学模拟。
2018-11-07 hep-th physics.optics quant-ph
Temporal Paraxial Optics under Adiabatic Modulations
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；University of Seville（塞维利亚大学）
本文提出了一种时域近轴光学模型，用于描述时间调制介质中超短光脉冲的传播，通过绝热近似推导出解析可处理的方程，并展示了其在超快脉冲成型中的应用潜力。
2026-07-30 physics.optics
Two mechanisms of backward optical forces on Rayleigh particles in structured paraxial light
Institute of Physical Sciences, Cardinal Stefan Wyszynski University in Warsaw（华沙卡罗尔·斯特凡·维辛斯基大学物理科学研究所）
研究瑞利粒子在近轴高斯光束中的后向光力，发现两种机制：坡印廷矢量局部反转和自旋密度空间变化，提供统一物理图像并拓展粒子操控可能性。
2026-06-16 physics.optics
Negative optical spin torque wrench of a nondiffracting non-paraxial fractional Bessel vortex beam
吸收瑞利介质球在无衍射非傍轴分数贝塞尔涡旋光束中受到自旋力矩的作用。在偶极近似下利用电场的辐射修正计算了轴向和横向辐射自旋力矩分量。特别强调的是，以及改变拓扑电荷和光束的半锥角的偏振。当光束阶数为零时，轴向自旋力矩分量消失。然而，当光束阶数变成一个实数正数时，涡旋光束会产生左手（负）轴向自旋力矩，因为球体从光束中心偏离轴向移动。结果表明，无衍射非傍轴分数贝塞尔涡旋光束能够诱导任意放置的瑞利吸收球发生自旋反转，在粒子操纵、光镊旋转、光学牵引光束、光学工程超材料设计等方面具有潜在的应用前景.
2016-05-30 physics.optics
PT-symmetry in optics beyond the paraxial approximation
PT对称性的概念起源于量子场论，在光学中得到了深入的研究，这是由薛定谔方程和控制光在波导结构中传播的傍轴波动方程之间的相似性所激发的。我们超越了傍轴近似的界限，并证明，使用麦克斯韦方程组的解决方案，在深亚波长波导和周期性晶格中传播的光束与“平衡”的增益和损耗，PT对称性可能会保持不间断在这种设置。此外，亚波长光学结构中的PT对称性在最初被破坏之后可以随着增益和损耗的增加而恢复。临界增益/损耗水平，在该破碎和随后恢复的PT对称性发生，强烈依赖于结构的规模。
2014-08-12 nlin.PS physics.optics
Control of beam propagation in optically written waveguides beyond the paraxial approximation
研究了光束在光写入波导结构中的近轴近似传输。波导结构，导致无衍射的光传播，被印在一个由非相干泵浦和两个相干的空间相关的控制和平面波场驱动的五能级原子蒸气组成的介质上。我们首先研究在一个单一的光写入波导中的传播，并发现傍轴近似不提供一个准确的描述的探针传播。然后，我们采用相干控制场，使两个平行和一个倾斜的高斯光束产生分支波导结构。倾斜光束允许探测光束选择性地转向到波导结构的不同分支中。通过改变倾斜高斯控制光束的宽度以及空间相关非相干泵浦场的强度，可以改善特定分支的探测光束的传输。
2013-03-06 physics.optics quant-ph
Arbitrary non-paraxial accelerating periodic beams and spherical shaping of light
我们报告了使用光学焦散线的非傍轴描述设计的任意加速光束的观察结果。我们使用基于空间光调制器的设置和傅立叶光学技术来产生对向超过95度弧的圆形和韦伯光束。应用一个互补的二元掩模也允许周期性的加速光束的产生采取的蛇形轨迹的形式，和旋转的焦散的应用程序允许第一个实验合成的光学加速光束的表面上的球体在三维空间。
2013-04-11 physics.optics
Quantum gravity simulation by non-paraxial nonlinear optics
我们表明，在普朗克尺度的物理模拟可以发现在紧聚焦激光束的传播。在广义量子力学中出现的各种方程在形式上与描述非傍轴激光束的非线性非局域传输的方程相同。该分析包括一个广义的不确定原理，并表明，非线性聚焦光束的尺寸相当于波长对应于所谓的最大局域态的自发激发。该方法，由量子引力物理学的思想驱动，允许一个预测存在的自陷亚波长孤立波的聚焦和散焦非线性，并开辟了道路，实验室模拟的现象，已被认为是无法访问的。
2014-06-25 hep-th nlin.PS physics.optics
Non-paraxial design and fabrication of a compact OAM sorter in the telecom infrared
为了克服传统的基于对数偏振光学变换的光分选器对轨道角动量（OAM）光束解复用的局限性，设计并制作了一种新型光学器件。所提出的配置简化了对准过程，并显着提高了光学结构的紧凑性和小型化水平。由于该装置需要超越傍轴近似操作，在非傍轴政权的变换光学的严格制定已被开发和应用。该样品已被制作为256级纯相位衍射光学与高分辨率电子束光刻，并测试了在电信波长为1310 nm的OAM光束的解复用。所设计的分选器可以在下一代光平台中找到有前途的应用，用于基于OAM模式的自由空间和多模光纤传输的模分复用。
2019-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Exact paraxial diffraction theory for polygonal apertures under Gaussian illumination
在边界衍射波理论的框架下，分析了单色高斯光束经任意形状多边形光阑的傍轴衍射。衍射波场的精确封闭形式的表达式，以及经典光学和概率论之间的一个有趣的连接。
2019-09-01 physics.optics
Paraxial design of four-component zoom lens system with fixed distance between focal points by matrix optics
本文提出了一种基于矩阵光学的固定焦点间距四分量变焦系统的设计方法。由于模型越复杂，其自由度越高，因此确定变焦轨迹的任务是有意义且具有挑战性的。系统矩阵的元素反映了光学系统的工作状态，通过限制特定的矩阵元素，推导出了所需变焦系统的轴向位移方程。适当地选择由参数函数描述的特定部件的轨迹可以使模型变得显式可解。然后将傍轴设计问题转化为这些参数的优化问题，这些参数是关于包含初级像差项、紧凑性、轨迹光滑性的价值函数的。我们采用粒子群优化算法（PSO）的全局优化参数，检索在特定的设计标准的最佳变焦轨迹。通过两个不同构型下的数值算例，验证了该方法的有效性.仿真结果表明，该方法可以为复杂多组变焦光学系统的傍轴设计提供一种实用而有力的工具。
2022-02-23 physics.optics
Optical Feedback Loop in Paraxial Fluids of Light: A Gate to new phenomena in analogue physical simulations
针对近轴光流体因介质长度有限限制可观测类量子现象的问题，提出基于波前整形的光反馈环方法，重建并重注入光学态以拓展动力学研究范围，为观测新现象铺路。
2023-12-19 physics.optics quant-ph
Solitons in non-paraxial optics
窄带光脉冲在光纤等一维结构中的传输由著名的（1+ 1）维非线性薛定谔方程（NSE）控制。为了研究宽带光脉冲（飞秒和阿秒）的演化规律，需要使用更一般的非线性振幅方程（GNAE）。也就是说，弄清楚这两个方程的解之间的区别是很重要的。我们发现了一个新的解析孤子解的GNAE和比较它与著名的NSE之一。结果表明，对于基本孤子，两种解之间的主要区别在于它们的相位。结果表明，这将显著地改变光脉冲在多孤子传输状态下的演化，并允许与高阶NSE孤子不同的行为。
2016-12-23 nlin.PS physics.optics
Equivalence between focussed paraxial beams and the quantum harmonic oscillator
对量子谐振子，标量亥姆霍兹方程的傍轴近似等价于薛定谔方程。这种等价性将经典波动光学的古伊相位映射到量子谐振子的时间坐标上，也有助于我们理解聚焦光束的场和强度分布在量子谐振子的振幅和概率分布方面的定性行为，反之亦然。
2005-03-02 physics.gen-ph physics.optics
The Geometry of Paraxial Vector Beams
Tampere University（坦佩雷大学）
本文揭示傍轴矢量光束的几何背景为SU(2)主丛，并用非阿贝尔Chern-Simons规范理论描述偏振与空间模式的不可分离结构，将Chern-Simons荷与自旋轨道耦合关联，提出通过Wilson线探测非阿贝尔相位，为经典光学实现拓扑量子场论及拓扑保护信息协议奠定基础。
2025-11-07 math-ph math.MP physics.optics
Paraxial phasor-field physical optics
相量场（P场）成像是一个有前途的最近解决方案的任务，非视线（NLoS）成像，俗称为“看到周围的角落”。它包括将振幅调制的空间非相干光的振荡包络视为光波，类似于底层电磁场的振荡。这种相似性使得传统的光学成像策略成为可能，例如，镜头，应用于NLoS成像任务。然而，到目前为止，这种能力仅在计算上应用。在本文中，我们提供了一个严格的数学证明，P场成像可以与物理光学，即，普通的透镜可以通过中间的漫射器聚焦或投射P场-尽管这些漫射器广泛地分散了通过它们的光-并且它们可以成像被这样的漫射器隐藏的场景。因此，NLoS成像可以通过P场物理光学进行，而无需先前NLoS技术的非平凡计算负担。
2020-06-26 physics.optics
Generic Optical Singularities and Beam-field Phenomena due to General Paraxial Beam Reflection at a Plane Dielectric Interface
适当配置的平面电介质界面处的单个近轴光束反射可以导致对于任何中心入射角在非均匀偏振输出光束场中形成偏振奇异性。在本文中，我们推导出实现这一效果的必要条件。我们探讨了相位奇异特性与此相关的偏振奇异场，并探讨了由于控制输入偏振的变化的奇异性的动力学。模拟生成的精确场信息导致探索独特的古斯-汉兴，Imbert-Fedorov和自旋位移的光学奇异场和自旋轨道相互作用现象的精确数学表征的预期。随后解释独立于偏振奇异性的相位奇异性的形成。将这些看似不相关的光束场现象和通用光学奇点联系起来，可以对非均匀偏振光束场有一个重要的和基本的理解;此外，我们的奇点生成方法可以在所涉及的电介质的实验表征中找到潜在的应用。
2022-06-21 physics.optics
Contra-Intuitive Features of Time-Domain Brillouin Scattering in Collinear Paraxial Sound and Light Beams
时域布里渊散射是一种光-声-光探测技术，用于透明材料的评价。超短抽运激光脉冲经光声转换后在样品中发射皮秒相干声脉冲。延时超短探测激光脉冲通过光弹效应监测相干声脉冲的传播，光弹效应引起光散射。光电探测器收集由样品结构反射的声散射光和探测光以用于外差。散射的探测光携带关于相干声脉冲的当前位置中的材料的声学、光学和声光参数的信息。因此，在其他应用中，时域布里渊散射是用于三维成像的技术。相干声脉冲和探测激光脉冲的尖锐聚焦可以增加成像的横向空间分辨率，但是可能潜在地减小成像的深度。然而，在这份手稿中提出的理论分析反直观地表明，与共线传播的近轴声和光束的时域布里渊散射成像的深度和光谱分辨率，不依赖于声音的聚焦/衍射。时域布里渊散射信号幅度的变化仅仅是由于光聚焦/衍射引起的探测光幅度的变化。虽然声散射光的幅度与局部声场和探测光场幅度的乘积成比例，但是时域布里渊散射信号幅度的时间动态与相干声脉冲幅度的动态无关。
2020-06-12 physics.app-ph physics.optics
The paraxial approximation fails to describe the interaction of atoms with general vortex light fields
忽略沿光传播方向的电场分量是一种常见的做法，称为傍轴近似。然而，拉盖尔-高斯光束正面激发原子的实验证据和理论表明，必须考虑光场的全矢量特征。光学涡旋是一个大家族的领域，拉盖尔-高斯只是一个特殊的情况。现在，我们通过考虑原子与广义拉盖尔-高斯光束和广义贝塞尔光束的相互作用，将傍轴近似的适用性研究扩展到更广泛的光学涡旋。我们证明，这里考虑的所有涡旋光束在靠近原子所在的光束轴处看起来都是一样的。从这一点，我们得出结论，傍轴近似失败的大集合的涡旋光束，和一个完整的理解的光学涡旋与原子的相互作用需要包括所有的矢量分量的电场。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
X-ray photon scattering at a focused high-intensity laser pulse
研究了任意模式组成的近轴拉盖尔-高斯光束与聚焦强激光脉冲正面碰撞中的X射线光子散射。对于碰撞激光场的偏振矢量的适当选择的相对取向，这引起真空双折射效应，其表现为偏振翻转的信号光子。在这篇文章中，XFEL被假定为适度地聚焦到比高强度激光束更大的腰部。如前所述的一个基本的傍轴高斯光束的特殊情况下，这种情况下，一般伴随着一个散射现象的X射线能量信号光子外的XFEL光束的前锥，潜在的帮助检测的效果在实验中。在这里，我们研究的命运下的X射线散射信号的高强度泵的横向焦点分布的示例性变形。
2019-06-23 hep-ph physics.optics
Paraxial Sharp-Edge Diffraction of Vortex Beams by Elliptic Apertures
本研究开发了半解析计算算法，用于建模拉盖尔-高斯光束经锐边椭圆孔径的近轴衍射波场，可高精度探索未被研究的奇异光学场景基本特性。
2024-02-02 physics.optics
The transverse shift of a high order paraxial vortex-beam induced by a homogeneous anisotropic medium
研究了倾斜高阶傍轴涡旋光束通过单轴晶体均匀各向异性介质的传输。我们发现，具有l阶光学涡旋的初始圆偏振光束分裂成具有复杂涡旋结构的寻常光束和非常光束。经过一系列的位错反应后，涡旋聚集在部分光束的轴上，初始圆偏振形成l阶光学涡旋。然而，只有l-1个涡旋聚集在具有正交圆偏振的部分光束的轴上。一个光涡旋沿垂直于光束倾斜面的方向移动。这种涡旋位移引起部分光束的横向位移。实际上，我们处理的是单轴、均匀各向异性介质中的光束四阶矩。前两个光束是初始倾斜光束分裂为普通光束和非常光束的结果。
2008-12-22 physics.optics
Polarization-controlled optical backflow in paraxial electromagnetic beams
Faculty of Mathematics and Natural Sciences, College of Sciences, Institute of Physical Sciences, Cardinal Stefan Wyszynski University in Warsaw（华沙卡尔迪纳尔·斯特凡·维什廷斯基大学理学院物理科学研究所）
研究近轴高斯光束中的光学回流，通过标量势表示发现纵向坡印廷分量为负的条件，并揭示偏振通过横向场约束数量控制回流区域的空间拓扑。
2026-06-16 physics.optics
Energy flow and momentum under paraxial regime
近轴传播模型是对达朗贝尔方程描述的模型的近似。它被广泛用于描述光束的传输和近场衍射图样。因此，它在光学和声学工程中的应用相当普遍。另一方面，电磁或声学框架中的能量平衡和动量是众所周知的，并且存在于它们自己的物理环境中。当处理傍轴解时，这些分析不是那么清楚，因为傍轴传播不被电磁或力学理论支持。本文通过研究与傍轴方程相关的拉格朗日密度，建立了基于经典方法的傍轴解的基本能量和动量分析。在此方案下研究了平面波、格林函数和高斯光束等傍轴波动方程的解。
2018-08-08 physics.class-ph physics.optics
Paraxial propagation in disclinated amorphous media
研究了傍轴光束沿向错非晶介质楔轴的传输。缺陷引起的不均匀性导致Berry相位和曲率，其受感生单轴各向异性的影响。Berry相位本身表现为偏振矢量的进动。Berry曲率是导致旋错介质中光学自旋霍尔效应的原因，其中光束偏转沿傍轴方向呈正弦变化。解释了它在确定双折射和弗兰克矢量大小方面的应用。
2011-06-29 cond-mat.other physics.optics
Super-chirality of paraxial higher order Poincare modes
我们证明，高阶庞加莱模式的顺序m是超手征，显示增强因子成比例的$m$和$m^2$在其螺旋度/手征。当m具有任意大的整数值时，这样的模式原则上具有无限的超手征性。这些发现为应用铺平了道路，包括与手性物质的光学相互作用的强烈增强。这项工作表明在控制任何高阶傍轴扭曲光模式的螺旋度方面具有相当大的灵活性，并且它包含了非常广泛的物理场景。
2023-01-12 physics.optics
Angular momentum of focused beams: beyond the paraxial approximation
我们详细研究了高数值孔径物镜对圆偏振拉盖尔-高斯激光束（每个光子的$\hbar \ell$轨道角动量;左/右手偏振的$σ=1/-1$）的聚焦。衍射极限聚焦光束具有意想不到的特性，这是由于非傍轴区域中的角空间结构和局部偏振之间的强烈相互作用。在射束轴附近的区域中，并且假设$|\ell|\ge 2$和$\ell$和$σ$具有相反的符号，则能量局部地反向传播，并且电场在焦平面上的投影相对于入射射束的圆偏振反向旋转。我们明确地表明，每单位功率的总角动量通量是保守的聚焦后，预期的旋转对称性，但自旋和轨道的单独的贡献的变化。
2009-02-18 physics.class-ph physics.optics
Wide cylindrical or spherical optical potentials from laser beam superpositions
从理论上研究了近轴拉盖尔-高斯激光束模式叠加产生基于光学偶极力的光学势。抛物型和其他单项式潜力，甚至权力，在圆柱和球对称，与大直径，可以合成。这种叠加方法有望帮助实现高质量的原子云操作和成像。
2009-04-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Paraxial Dirac equation
本文研究自由狄拉克方程的傍轴近似，先通过叠加借鉴傍轴光学轮廓的精确解得到四种傍轴狄拉克光束，再推导傍轴狄拉克方程并直接求解，两种方法结果一致（仅含标准傍轴假设下可忽略项）。
2023-07-07 physics.class-ph physics.optics
Paraxial beam propagation from Airy-type initial conditions via the Operator Method
Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE)（墨西哥国家光学与电子天体物理研究所）
本文通过量子力学算子方法，研究了由Airy型函数定义的近轴波在(1+1)维和(2+1)维中的传播特性，并验证了理论推导的正确性。
2026-03-05 physics.optics
Tha angular spectrum representation of vectorial laser beams
矢量激光束的角谱用本征坐标系表示，而不是通常的笛卡尔实验室坐标系。这种开关导致简单，优雅和新的表达式，如对应于电磁场的赫兹矢量的角谱。作为这种方法的一个应用，我们考虑轴对称矢量光束，显示这些光束的无衍射特性，而不调用傍轴近似。此外，我们指出了相关的方法分析非傍轴谐振器，如微谐振器
2011-07-23 physics.optics
Unified approach towards the dynamics of optical and electron vortex beams
我们从几何相位和相关的霍尔效应的角度提出了一个统一的框架来研究光学和电子涡旋光束的动力学。统一归因于这样一个概念，即相对论性粒子的自旋自由度，无论是有质量还是无质量，都与涡线有关。%柱坐标中的公式导致与轨道角动量（OAM）相关的局部涡旋结构。基于圆柱坐标系，导出了与轨道角动量（OAM）有关的局域涡旋结构，证明了当电子涡旋束（EVB）在外电场中运动时，傍轴电子束产生OAM霍尔效应，而具有倾斜涡旋的非傍轴电子束在自由空间和外场中均产生自旋霍尔效应.类似的分析表明，非均匀介质中的傍轴涡旋光束（OVB）会产生OAM霍尔效应，而具有倾斜涡旋的非傍轴光束则会产生自旋霍尔效应。此外，OVB和EVB与倾斜的涡旋产生的OAM状态与任意的分数值。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Convergent measure of focal extent, and largest peak intensity for non-paraxial beams
二阶矩光束宽度通常用于近轴光学中以限定光束的聚焦范围。然而，任意梁的二阶矩不一定是有限的。我提出用焦点集中面积来衡量光束焦点面积，定义为总径向强度与单位面积高斯分布调节的径向强度之比。我使用狄拉克三角洲限制这种分布建立一个严格的上限上的峰值强度的非傍轴光束的总强度，并表明，这是实现了最近提出的“原光束”的解决方案。我讨论了电磁波束的推广，并找到相同的标量情况下的下限。对于任何物理波束都不能实现该界限，因此物理下限必须更高。
2018-06-06 physics.optics
Exact solution of Helmholtz equation for the case of non-paraxial Gaussian beams
本文给出了非傍轴高斯光束情形下全三维空间亥姆霍兹方程的一种新的精确解。我们考虑了高斯光束在球坐标系中的解的适当表示，把它代入全三维空间亥姆霍兹方程。通过对最终方程结构的分析，我们得到解的各分量的控制方程是由复值的真Riccati方程表示的，在一般情况下它没有解析解.但我们找到了一个可能的精确解，证明它满足高斯光束的方程。所提出的解的振幅A减小到零（在角度参数的适当含义下）可能与在该点处的光学涡旋的存在相关联。光学涡旋（也称为“波列中的位错”）是光场的零点，即强度为零的点。
2015-06-05 math.AP math.CA physics.optics
Observation of OAM sidebands due to optical reflection
我们研究了近轴光束在平面界面上反射时的轨道角动量（OAM）。理论上，（近轴）光束的不可避免的角扩展导致OAM边带，其被发现对于适度的光束扩展（0.05）已经是显著的。在类比的偏振菲涅耳系数，我们开发了一个理论的基础上，空间菲涅耳系数，这允许直接预测的边带的强度。我们通过实验证实了这一点。
2012-04-18 physics.optics
Vortex Light at the Nanoscale: Twists, Spins, and Surprises -- A Review
本综述统一了纳米尺度光学涡旋的物理，涵盖其超越近轴模型的复杂电磁结构，提出连贯理论框架并综合近期进展，以促进光与物质相互作用的新理解。
2025-08-14 physics.optics
Improved focusing with Hypergeometric-Gaussian type-II optical modes
我们提出了一个新的家庭的近轴光束具有汇合超几何横向轮廓，我们命名为超几何高斯模式的类型II（HyGG-II）。这些模式是光子轨道角动量的本征模，在所有已知的傍轴模式的有限功率族中，它们在HyGG-II腰部具有最低的光束发散度。我们建议利用HyGG-II模式的这一功能，在适当的聚焦后，产生一个“光针”具有记录性能的大小和纵横比，可能有用的近场光学应用。
2009-05-05 physics.optics
