Near-Perfect Sorting of Orbital Angular Momentum and Angular Position States of Light
我们提出了一种新的方法，用于有效地排序的光子准备状态的轨道角动量（OAM）和角位置（ANG）。对数极坐标光学变换与全息分束方法相结合，以实现更好的模式歧视和减少串扰比以前报道的。对7种模式进行了模拟，计算出OAM和ANG模式的互信息分别为2.43比特/光子和2.29比特/光子。此外，我们提出了这种技术的实验实施的初步结果。该方法在高维量子密钥分发系统中具有重要的应用前景。
2012-11-29 physics.optics quant-ph
Local discrimination of orbital angular momentum in entangled states
本文提出利用方解石晶体及受控空间位移对局域判别参量下转换量子辐射的轨道角动量，并指出其在长距离量子通信中的应用潜力。
2023-09-01 physics.optics quant-ph
Spin and Orbital Angular Momentum of Coherent Photons in a Waveguide
本文重新审视了波导中相干单色光子的自旋与轨道角动量分离问题，通过引入有限横截面积和相干态量子场论，获得了规范无关的算符表达式，证明了有限模式分布使得自旋与轨道角动量的分离成为可能。
2023-03-30 physics.optics quant-ph
Spin and Orbital angular momentum propagation in anisotropic media: theory
研究了带有轨道角动量的光束在光学各向异性介质中的传输。我们首先回顾了均匀各向异性介质的一些特性，并描述了如何修改傍轴形式主义，以进行一个新的方法处理沿单轴非均匀介质的傍轴传播的一般设置。该方法适用于描述空间变光轴位相板。
2011-05-27 physics.optics quant-ph
Engineering of orbital angular momentum spectrum of down-converted photons with mode-invariant pump
本文研究了参量下转换过程中光子的轨道角动量谱。我们研究了泵浦模式的横向轮廓如何影响光谱相比，高斯泵浦光束。结果表明，采用理想涡旋模作为泵浦光，可以使光谱得到很大的压缩。在轨道角动量基下，我们进一步研究了两个下转换光子之间的纠缠。我们观察到，纠缠在拉盖尔-高斯模式的光子表现出更大的高维纠缠。
2019-05-07 physics.optics quant-ph
Characterizing vortex beam with angular-double-slit interference
研究了拉盖尔-高斯光束在角双缝干涉仪中的夫琅禾费衍射光强分布。结果表明，在这种干涉几何结构下，涡旋光的螺旋相位结构可以清晰地显示出来，这为区分不同阶次的拉盖尔-高斯光束提供了一种有效的方法。这种角向双缝干涉使我们对轨道角动量的性质有了更好的理解，并对涡旋光束干涉现象有了更好的解释。
2013-05-24 physics.optics quant-ph
Quantised orbital angular momentum transfer and magnetic dichroism in the interaction of electron vortices with matter
在最近的实验实现的电子涡旋，我们认为它们与物质的相互作用，特别是在电子能量损失谱的背景下，轨道角动量的转移，和最近观察到的二向色性在薄膜磁化铁样品。在电偶极近似下，电子涡旋与原子内部电子型运动以及原子的质心运动之间确实存在轨道角动量交换.这与光学涡旋的情况形成对比，在光学涡旋中，这种转移仅发生在涉及比偶极子高的多极子的过渡中。解释了观测到的二向色性的物理基础。
2012-02-07 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
"Spin" and "Orbital" Flows in a Circularly Polarized Paraxial Beam: Orbital Rotation without Orbital Angular Momentum
在具有圆偏振或椭圆偏振的光束中，横向能量流由“自旋”和“轨道”部分组成。它们都能诱导悬浮在光束场中的微粒做轨道运动，这在自旋-轨道角动量转换实验中应予以考虑。本文分析了圆形拉盖尔-高斯光束中自旋、轨道和总横向能流的特性，计算并分析了光束截面上的流图。自旋循环流的方向可以与轨道流和/或极化旋向性相反。结果，具有均匀圆偏振的光束的总横向能量循环可以在光束截面的不同区域中具有不同的旋向性，这些区域由零横向能量流的轮廓分开。对于粒子在束流截面内的位置，它可以进行可变参数的轨道、自旋或自旋-轨道组合运动。可能的应用，以光学驱动的微粒进行了讨论。
2009-08-18 physics.optics
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
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
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
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
Transverse shift of a beam with orbital angular momentum under reflection from a dielectric film
本文给出了高斯-贝塞尔光束在不同入射角下从介质膜上反射的数值分析结果。观察到了轨道动量符号变化下光束的横向位移。位移的值与入射光束的偏振态无关。
2013-10-24 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
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
Photoionization with Orbital Angular Momentum Beams
强激光电离扩展了爱因斯坦的光电效应规则，在过去的几十年里得到了广泛的研究。到目前为止，在所有情况下，光子都被假定携带一个单位的角动量。然而，现在很清楚，光子可以拥有额外的角动量，轨道角动量（OAM），与它们的空间分布有关。我们展示了一个完整的描述OAM光子的光电离，包括新的选择规则，涉及一个以上的角动量单位。我们从理论上探讨了位于承载OAM的强紫外光束中心的单个电子原子的相互作用，设想了量子光学的新场景。
2010-02-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
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
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 and orbital Hall effects for diffracting optical beams in gradient-index media
研究了带有内禀自旋和轨道角动量的傍轴光束在梯度折射率介质中的演化。本文导出了曲线坐标系中光束随中心光线衍射的抛物型方程。梁的重心经历横向AM相关的偏转-自旋和轨道霍尔效应。自旋霍尔效应产生的光束作为一个整体的横向平移，在最近的几何光学的预测精确的协议。同时，轨道霍尔效应受到非均匀介质中衍射的显著影响，并伴随着内禀轨道AM的变化和光束的变形。
2009-01-07 physics.optics
Transverse rotation of the momentary field distribution and the orbital angular momentum of a light beam
通常在实验中观察到的横向光束图案是对分布在光束截面上的电磁场的光频振荡进行平均的结果。导出了一个分析判据，即这些振荡与一种绕束轴的旋转相耦合。这个标准似乎是在直接关系的光束轨道角动量的通常定义。
2008-12-04 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
Spin- and orbital-Hall effect in cyclic group symmetric metasurface
光具有自旋和轨道角动量（AM）。而自旋AM由圆偏振的螺旋度决定，轨道AM由涡旋光束的拓扑荷决定。AM与光束轨道的相互作用产生光学自旋霍尔效应或轨道霍尔效应，表现为光束的自旋相关或拓扑电荷相关的横向位移。AM的守恒使得能够实现自旋到轨道AM转换，其中圆偏振高斯光束被转换为具有拓扑电荷$\pm 2$的相反螺旋度圆偏振涡旋光束，这是通过自旋翻转控制空间光束轮廓的示例。然而，所得到的涡旋光束具有光束重心不变，与入射高斯光束相同，意味着零横向位移。在这里，我们介绍了一个循环群对称的超颖表面演示涡旋光束的产生表现出自旋相关的横向位移，即自旋和轨道霍尔效应，归因于根据循环群的顺序$n$的散射光束的动力学相位的改变，同时保持几何相位常数。通过自旋和轨道霍尔效应产生横向位移的自旋控制空间光束轮廓的能力对于利用轨道AM模分复用的光通信中的空间解复用以及对于涉及涡旋光束的光涡旋镊子和信号处理具有重要意义。
2016-08-17 physics.optics
Photon spin-to-orbital angular momentum conversion via an electrically tunable $q$-plate
利用液晶的电光效应，我们通过外加电压实现了对液晶基$q$板延迟的实时控制。新构思的电光$q$板可以作为光子自旋到轨道角动量的电驱动转换器来操作，使得输出光子的轨道角动量概率在毫秒的时间尺度上变化。
2010-10-21 physics.optics
Angular momentum of a strongly focussed Gaussian beam
圆偏振旋转对称傍轴激光束的每个光子携带的角动量为自旋。用旋转对称透镜聚焦光束不能改变角动量通量，但聚焦光束的自旋必须小于每光子hbar。原始自旋的剩余部分转化为轨道角动量，在焦点处表现为纵向光学涡旋。这表明，光学轨道角动量可以由保持光束的总角动量的旋转对称光学系统产生。
2004-08-18 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
Dichroism for Orbital Angular Momentum using Stimulated Parametric Down Conversion
我们从理论上分析了受激参量下转换作为一种手段，以产生基于入射信号场的轨道角动量（OAM）的二向色性。示出的非线性相互作用，以提供不同OAM的信号状态之间的差分增益，峰值增益发生在一半的OAM的泵浦场。
2014-05-08 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
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
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
Lorentz covariant and gauge invariant description of orbital and spin angular momentum and the non-symmetric energy momentum tensor
本文从协变表达式出发，提出了一种与规范无关的轨道角动量和自旋角动量分离方法。这是由电磁场的非对称正则能量动量张量引起的。讨论了这一困难的根源，导出了一个协变规范不变的自旋矢量。关于平面波的自旋角动量的佯谬找到了自然的解答。
2017-06-26 physics.optics
Polarization-controlled evolution of light transverse modes and associated Pancharatnam geometric phase in orbital angular momentum
本文提出了一种简单、有效、快速的方法，从线偏振TEM $_{00}$激光束出发，产生任意线性组合的光轨道角动量本征态$\ell=\pm 2$。该方法利用了自旋到轨道的角动量转换能力的液晶基$q$板和鸽子棱镜插入在Sagnac偏振干涉仪。标称发电效率为100\%，仅受光学组件中的反射和散射损耗的限制。当输入光束的偏振庞加莱球上遵循闭合路径时，相关的Pancharatnam几何相位不变地转移到输出光束的轨道角动量状态。
2010-07-24 physics.optics
Localized waves carrying orbital angular momentum in optical fibers
我们考虑了轨道角动量（OAM）对光纤中局域波的影响，采用理论和数值模拟，重点是飞溅脉冲和聚焦波模式。对于飞溅脉冲，我们的研究结果表明，他们可能进行OAM只有一个特定的最大值。我们还研究了如何可以光学激发这些OAM携带模式，并讨论在通信，传感和信号滤波的潜在应用。
2020-12-07 physics.optics
Orbital Angular Momentum in Noncollinear Second Harmonic Generation by off-axis vortex beams
实验研究了非共线二次谐波过程中光的轨道角动量行为。实验是通过使用I型BBO晶体在相位匹配条件下与飞秒泵浦场在830 nm。使用了两束在基频（FF）下携带分数轨道角动量的镜面离轴涡旋光束。我们分析了当FF中每个输入场的光涡旋偏离光束轴时SH信号的OAM行为。我们得到了SH场的不同空间位形，它们总是带有相同的零角动量。
2011-06-08 physics.optics
Spin-Orbital momentum decomposition and helicity exchange in a set of non-null knotted electromagnetic fields
我们计算分析的自旋轨道分解的角动量使用完全非傍轴场，有一定程度的链接的电力和磁力线。对于非零纽结电磁场，给出了角动量分裂为自旋轨道分量的方法。考虑了磁螺旋度和电螺旋度与角动量自旋轨道分解之间的关系。我们证明，即使总的角动量和自旋和轨道动量的值是相同的，本地角动量密度的行为是相当不同的。通过对电、磁螺旋度为常数和非常数的情况进行分析，我们发现在时间演化过程中，总角动量密度呈现出不同的特征。
2017-09-05 physics.optics
Orbital angular momentum tuning using a phase only parallel aligned LCoS display
我们提出了两种方案，实现连续和完整的轨道角动量调谐使用一个简单的设备的基础上，相位只有平行排列的液晶硅显示器，其中的调谐是通过改变输入光束的偏振态来管理。为了验证该方法的适用性，我们利用光镊工具箱模拟了调谐光束作用于介质球粒子的光力场。
2019-11-28 physics.optics
How orbital angular momentum affects beam shifts in optical reflection
众所周知，当与几何光学预测相比时，高斯光束（$\text{TEM}_{00}$）通过平面电介质界面的反射导致四个光束移位。它们是空间古斯-汉兴（GH）位移、角GH位移、空间Imbert-Fedorov（IF）位移和角IF位移。我们在这里报告，理论和实验上，赋予光束的轨道角动量（OAM）导致耦合的这四个转变，这是由一个$4 \times 4$混合矩阵。
2010-07-21 physics.optics
Non-diffracting and non-attenuating vortex light beams in media with nonlinear absorption of orbital angular momentum
研究表明，高阶贝塞尔光束在非线性吸收介质中传输时，光束并不被完全吸收，而是以一种新的传输不变涡旋光束的形式存在，在这种涡旋光束中，光束能量和轨道角动量被永久地转移到物质中，同时被螺旋向内的能量和角动量流补充能量.与涡旋孤子和耗散涡旋孤子不同，这些涡旋光束不受特定色散非线性（自聚焦或自散焦）的支持，也不需要增益。在携带（可能是高）轨道角动量的光子的多重吸收存在下的传播不变性使得这些光束对于长距离的角动量的光学泵浦是有吸引力的。
2014-07-11 physics.optics
Nonlinear Conversion of Orbital Angular Momentum States of Light
研究了在体材料$χ^{(2)}$中携带轨道角动量的光场的二次谐波产生。结果表明，由于能量守恒和动量守恒，倍频光束具有改变的空间分布和模式特性。通过严格的相位匹配条件，我们证明了基于三波非线性光学混频的有效模式和频率转换。
2021-05-25 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
Quantifiable example of complementarity relation between optical orbital angular momentum and angular position
由n（n为N）束带相同电荷的分数阶涡旋光束旋转对称叠加，可以构造出具有方位对称角位置的相位奇异性光束。由于轨道角动量（OAM）的非本征值，光束在传播后发生形变，其形变程度可以通过与PS相关联的相位位错程度来评价。其OAM与其特征电荷值的平均偏差的期望值与相位位错度的变化量服从正比关系。该光束提供了光学OAM和AP的观察者之间的互补关系的可量化的例子，其分别是OAM非本征值和强度AP变化。
2018-09-09 physics.optics
Thermalization of orbital angular momentum beams in multimode optical fibers
本文提出了多模光纤中光的热化的一般理论，包括具有非零轨道角动量的光束或涡旋光束。基于角动量守恒，得到了渐近模合成的广义瑞利-金斯分布。我们证实了我们的预测的数值模拟和实验的基础上全息模式分解的多模光束。这为空间光束自清洁的实现建立了新的约束，使以前无法预见的潜在物理机制的见解。
2021-12-27 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
