Inhomogeneous spin momentum induced orbital motion of birefringent particles in tight focusing of vector beams in optical tweezers
该研究通过将无内禀角动量的矢量光束紧聚焦于双折射粒子，发现光与粒子相互作用产生的非均匀自旋动量与正则动量结合，诱导出粒子绕光轴的轨道旋转，揭示了光镊中自旋轨道相互作用的独特调制新机制。
2024-02-12 physics.optics
A comprehensive study of the Spin-Hall effect of tightly focused linearly polarized light through a stratified medium in optical tweezers
本文系统研究了光镊中紧聚焦线偏振光通过分层介质时的自旋霍尔效应，发现特定数值孔径与折射率分层组合可产生远大于亚波长量级的自旋霍尔位移，并揭示了自旋角动量密度随数值孔径的非单调变化规律，为调控被俘获粒子的光力学行为提供了设计依据。
2024-11-21 physics.optics
Multiplexed vortex beam-based optical tweezers
介绍了一种用于光镊实验装置的多路复用螺旋相位掩模的设计和实现。这种衍射光学元件允许产生具有独立拓扑电荷的多个同心涡旋光束。还示出了多个同心涡旋的相位掩模的泛化。设计了一种由两个不同拓扑荷的多重涡旋组成的相位掩模。我们的实验表明，角动量的光学捕获的微粒，使轨道动力学围绕光轴独立的每个漩涡内的转移。本文还讨论了不同拓扑荷组合下，聚焦区中受限粒子的角速度与光功率的关系。
2023-02-14 physics.bio-ph physics.optics
Observation of Larmor-like precession of a single birefringent particle due to spin-dependent forces in tilted optical tweezers
本文在倾斜折射率分层介质构建的光阱中，利用单个高双折射液晶粒子实验观测到由自旋相关力引起的类拉莫尔进动，并验证进动方向由光手性决定、频率随激光功率线性变化。
2024-02-12 physics.optics
Realization of vortex pair and its application in optical tweezers
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。本文从理论上证明了在均匀各向同性介质中，当线变局部线偏振（LVLLP）光束被高数值孔径（NA）物镜强聚焦时，无自旋态光可以发生OAM转换.高NA物镜在此充当调制器，其使得能够对空间上分离的输入SDLLP光束的左右圆形振动的两个分量进行自旋到轨道OAM转换。因此，发生从线性状态到共轭OAM状态的部分转换，导致两个焦点的纵向分量具有相反方向的螺旋相位。此外，这种定制的光场可以用于在光镊中识别和分离手性物体。
2020-03-31 physics.optics
Simultaneous detection of rotational and translational motion in optical tweezers by measurement of backscattered intensity
我们描述了一个简单而强大的技术，同时测量的平移和旋转运动的介观粒子在光镊上测量的四分之一光电二极管（QPD）的背散射强度。虽然测量的平移运动通过采取的QPD的相邻象限上的背散射强度入射的差异是众所周知的，我们证明，旋转运动可以非常精确地测量通过采取的对角象限之间的差异。后一种测量完全消除了平移分量，并且导致在S/N为2时对于驱动微杆的角运动的约50 mdeg的检测灵敏度。该技术还能够解决的平移和旋转的布朗运动组件的微杆在一个未扰动的陷阱，并可以非常有用的测量微物体引起的流体动力学相互作用的偏转-旋转耦合。
2014-05-16 physics.optics
Solar Sails, Optical Tweezers, and Other Light-Driven Machines
电磁波携带能量、线动量和角动量。当光（或其他电磁辐射）与物质介质相互作用时，通常会交换能量和动量。材料主体在其与电磁场的相互作用中所经受的力和扭矩使得整个系统的能量以及线动量和角动量（即，场加物质的系统）是守恒的。辐射力现在被常规地用于捕获和操纵小物体，如玻璃或塑料微珠和生物细胞，驱动微型和纳米机器，并考虑在太阳帆的帮助下进行星际旅行。我们讨论的电磁场的属性，使这种广泛的应用。
2012-06-07 physics.class-ph physics.optics
Off-axis dipole forces in optical tweezers by an optical analog of the {Magnus} effect
结果表明，圆偶极子可以偏转诱导它的聚焦激光束，并将受到相应的横向力。定量表达式推导高斯和角礼帽光束，而在平面波极限的影响消失。这种现象类似于马格努斯效应，将旋转的球推到弯曲的轨道上。光学的情况起源于偶极和光的自旋和轨道角动量的耦合。在光镊中，力使原子的捕获位置发生离轴位移，位移量取决于自旋，最大为$λ/2π$，由磁场的方向决定。这表明直接的方法来证明和探索这些效应，例如诱导自旋相关的运动。
2020-11-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
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
Interrogating the Ballistic Regime in Liquids with Rotational Optical Tweezers
本文利用旋转光镊对液体中单粒子的弹道区进行测量，通过高带宽偏振检测解耦光学势，实现旋转动力学研究，并实现无校准快速粘度测量，为超快微流变学提供新方法。
2024-11-15 physics.optics
Optical measurement of torque exerted on an elongated object by a non-circular laser beam
我们提出了一种通过测量透射光束的轨道角动量来测量激光束作用于相位物体的光学力矩的方案。该实验是对光镊中一种情况的宏观模拟，因为轨道角动量已被广泛用于向微观物体施加扭矩。设计用于产生LG 02模式的全息图和CCD相机用于检测光束的轨道分量。实验结果与理论数值计算一致，轨道分量的强度表明其在微操作光镊中的实用性。
2004-08-26 physics.optics
Contactless optical spinning tweezers with tunable rotation frequency
光阱设计原理的进步已经导致在使用庞大的系统在不同环境中操纵具有不同功能的纳米颗粒（NP）方面取得了巨大进展。然而，在恶劣的环境中有效地控制和操纵纳米粒子需要仔细设计的非接触式光镊。在这里，我们提出了一个简单的设计，光纤光学探针允许在非接触制度的电介质NP的陷阱，以及光的角动量的NP诱导其机械旋转的转移。通过打破刻在锥形金属涂覆光纤顶点处的同轴纳米孔的圆柱对称性，几何地激发从线性（引导基模）到圆形的偏振转换。数值模拟表明，这种简单的几何形状的尖端允许强大的光传输与有效的偏振转换。这保证了在非接触状态下的非常稳定的捕获以及潜在的高度可调谐的正或负旋转频率（对于光纤中的10mW注入功率，在水中高达45Hz，在空气中高达5.3MHz）。这种类型的光纤探针开辟了新一代小型化工具的道路，用于纳米粒子的全面操作（捕获，分选，旋转）。
2022-09-13 physics.optics
Hopping of nanoparticles in optical tweezers governed by Mie resonances
Nonlinear Physics Center, Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院非线性物理中心）；School of Optoelectronic Engineering and Instrumentation Science, Dalian University of Technology（大连理工大学光电工程与仪器科学学部）；Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Melbourne（墨尔本大学电气与电子工程系）；Photonics Laboratory, Physics Unit, Tampere University（坦佩雷大学物理学单元光子学实验室）
研究光镊中纳米颗粒动力学，利用波长尺度颗粒支持的高阶米氏共振，在单高斯光束光镊中实现复杂颗粒动力学，揭示其为复杂光力内在机制，建立米氏共振纳米光子学平台。
2026-10-07 physics.optics
Miniaturized Metalens Based Optical Tweezers on Liquid Crystal Droplets for Lab-on-a-Chip Optical Motors
覆盖有多层纳米天线结构的表面，即所谓的超表面，最近已被证明能够完全控制光的相位。超透镜已经从超表面的发展中出现，为将传统透镜重新铸造成能够聚焦光的薄的平面光学部件提供了新的基础。利用电子束光刻技术在玻璃衬底上制作了由等离子体金纳米棒阵列构成的透镜。使用1064 nm激光通过焦距为800 $μ$ m的超透镜（基于Pancharatnam-Berry相位原理制造的$N.A. = 0.6$）产生高强度圆偏振光焦斑。我们证明，通过这种超透镜，在激光束中捕获的双折射双折射液晶液滴的光学旋转是可能的。双折射液滴的旋转确信，光学陷阱具有足够强的角动量的光从每个纳米结构的辐射，就像一个本地半波片，并引入一个依赖于方向的相位光。在这里，我们成功地创建了一个小型化和强大的超透镜为基础的光学镊子系统，能够旋转液晶液滴，以模仿未来的实验室芯片应用的光学马达。
2020-04-08 physics.optics
Robust Orbital Angular Momentum Transfer Using Low-Cost Diffractive Optics
SECIHTI - Centro de Investigaciones en Óptica, A.C.（光学研究中心）；Tecnologico de Monterrey（蒙特雷理工学院）；Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de San Luis Potosí（圣路易斯波托西自治大学工程学院）；Centro de Investigaciones en Óptica, A.C.（光学研究中心）
该研究利用印刷在醋酸基底上的低成本静态二元全息图，实现了光镊中稳健的轨道角动量传递，构建了适用于多领域的结构化光操控平台。
2026-08-20 physics.optics
Experimental demonstration of cylindrical vector spatiotemporal optical vortex
我们实验产生了具有横轨道角动量的柱偏振波包，证明了时空光学涡旋与空间偏振奇异性的共存。本文的研究结果将时空波包的研究拓展到更广的范围，为时空波包在光-物质相互作用、光镊、时空自旋-轨道角动量耦合等领域的应用铺平了道路。
2021-01-23 physics.optics
A revision of the forces exerted in the Rayleigh regime by a tighlty focused optical vortex tweezer
本研究针对傍轴紧聚焦光镊理论忽略纵向电磁场的问题，在瑞利区修正了圆偏振光学涡旋光镊的辐射压力计算，揭示了纵向场对力分量大小及SAM-OAM耦合项的影响。
2023-11-07 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Impact-parameter selective Rydberg atom collision by optical tweezers
本研究利用光镊控制里德堡铷原子的碰撞参数与能量，通过原子损失数据提取碰撞概率并计算碰撞截面，结合量子与经典模拟揭示了量子效应显著的关键参数区间。
2024-12-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
The photonic wheel: demonstration of a state of light with purely transverse angular momentum
角动量的概念在物理学的许多领域都是普遍存在的。在经典力学中，系统可以具有角动量，该角动量可以是横向的（例如，在纺车中）或纵向（例如，对于流体涡流）到运动方向。然而，众所周知，光子表现出仅纵向的固有角动量：定义光束偏振的自旋角动量和与螺旋形相阵面相关的轨道角动量。在这里，我们表明，有可能产生一种新的光的状态，包含纯粹的横向角动量，类似于旋转的机械轮。我们使用的光学纳米探测技术，实验证明其发生在我们的设置。这种光状态可以在光镊和光学操纵中提供额外的旋转自由度。
2012-10-05 physics.optics
All-dielectric silicon metalens for two-dimensional particle manipulation in optical tweezers
用于生物科学应用的颗粒的紧凑芯片级非接触式操纵的动态控制仍然是具有挑战性的努力，这受到捕获效率和可扩展装置之间的平衡的限制。超表面提供了在平面平台上实现可行的光镊，用于通过微尺度集成器件成形所施加的光学力。在这里，我们设计并实验证明了一个高效的硅基超透镜在近红外二维光阱。我们的超透镜概念基于Pancharatnam-Berry相位，这使得该设备能够进行偏振敏感的粒子操作。我们的光阱装置能够在三个方向上自由地调整超颖表面透镜和粒子室的位置，这为光阱调整和对准提供了很大的自由度。二维（2D）粒子操纵是用相对低数值孔径超透镜（$NA_{ML}=0.6$）完成的。我们实验证明了两个二维偏振敏感的拖放操纵悬浮在水中的聚苯乙烯颗粒和转移的角轨道动量，这些粒子与一个单一的定制光束。我们的工作可能为生物科学应用的芯片实验室光阱和微到纳米级光镊开辟新的可能性。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Four-wave mixing based orbital angular momentum translation
理论研究了金刚石型非均匀加宽$^{85}$ Rb原子系统中基于四波混频过程的轨道角动量产生。我们利用弱探测极限下的密度矩阵理论解释了涡旋在不同光场和产生的信号之间平移的原因。我们展示了如何在输入光学涡旋光束的相位中无所不在的奇点可以深刻地映射到横平面中的原子相干性，横平面中的原子相干性是OAM平移的起源。即使对于增强介质非线性的中等强度的控制场，该平移过程也很好地工作。此外，我们已经操纵了一个额外的旋转的相位波前在顺时针和逆时针方向控制的单光子失谐。光束在非线性介质中的OAM的产生和操纵在光镊和量子信息处理系统中有重要的应用。
2019-05-07 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
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
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
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
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
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
The Angular Momentum of Topologically Structured Darkness
我们从理论上分析和实验测量分数涡旋光束中发现的拓扑结构黑暗的外在角动量贡献，并表明这种结构黑暗可以解释为在相位不连续的产生光学倏逝波。我们还演示了第一次直接测量的光的固有轨道角动量的内在和外在的角动量，并解释了为什么分数涡旋的总轨道角动量不匹配的缠绕数，其产生的相位。
2017-09-27 physics.optics
Optomechanical measurement of photon spin angular momentum and optical torque in integrated photonic devices
光子携带线动量，并且在圆偏振或椭圆偏振时旋转角动量。在光与物质相互作用过程中，线动量的传递导致光动力，而角动量的传递则导致光力矩。包括辐射压力和梯度力在内的光学力长期以来被用于光镊和激光冷却。在纳米光子器件中，光学力可以显著增强，从而在经典和量子机制中产生前所未有的光学机械效应。相反，到目前为止，光的角动量和光矩效应在集成光子学中仍未被探索。在这里，我们演示了在双折射波导中传播的光子的自旋角动量的测量和使用的光转矩致动的光学机械设备的旋转运动。我们表明，的符号和大小的光扭矩是由光子偏振态，在芯片上合成。我们的研究揭示了光子偏振自由度的力学效应，并证明了它在集成光子器件中的控制。利用光矩和与光子角动量的光机械相互作用可以导致扭转腔光力学和光机械光子自旋轨道耦合，以及诸如光机械陀螺仪和扭转磁力测量的应用。
2016-03-29 physics.optics
Conserving optical currents: angular momentum and spin
在麦克斯韦方程组的第一次量子化中，我们引入了电磁场的动能、线动量、角动量和光自旋。我们表明，这些不同的数量是保守的光在真空中的传播过程中，是添加剂只为本征模的电磁场。
2010-03-21 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
Quantum Information through Angular momentum of Photon
光子的角动量是量子信息的主要来源。当圆偏振光通过波片时，角动量的转移是可能的。扭曲双折射介质表现为Q板。圆偏振光通过两个相邻的半波片时，在庞加莱球面上沿一条闭合曲线运动。由此导出了与轨道角动量增益有关的几何相位。
2014-07-14 physics.optics
Atomic interferometer based on optical tweezers
本文提出一种基于光镊的新型原子干涉仪，通过相干原子分裂与合并方案实现亚微米定位和长探测时间，重力加速度测量相对精度可优于10^-11，并适用于引力及卡西米尔-波尔德力研究。
2024-02-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Optical manipulation with metamaterial structures
本文综述了超构光镊领域的最新进展，指出超材料结构可优化粒子操控并产生特殊光学力，还能实现光驱动超构机器人，并展望了该领域未来发展方向。
2022-04-06 physics.app-ph physics.optics
Spiraling light: from donut modes to a Magnus effect analogy
大约30年前在莱顿出现的关于光学涡旋光束携带轨道角动量（OAM）的见解，导致了不断扩大的应用范围和后续研究。本文首先对这些概念是如何产生的进行了简短的个人叙述。紧接着描述了最近的一些想法，其中紧聚焦激光束中的横向轨道和自旋角动量（SAM）的耦合产生有趣的新效应。聚焦的光束被焦点中的原子偏转，这让人想起了空气动力学中的马格努斯效应。动量守恒决定了作用在原子上的一个横向于光轴的伴随光力。因此，保持在光镊中的原子将被捕获在离光轴最多$λ/2π$的小距离处，这取决于原子的自旋状态和磁场方向。这为在光镊中控制原子的运动状态开辟了新的途径，并在量子门和干涉测量中有潜在的应用。
2021-11-04 physics.optics quant-ph
Orbital angular momentum multiplication in plasmonic vortex cavities
光的轨道角动量是光子学的核心特征。利用等离子体激元将其限制在表面上已经揭示了许多现象和潜在的应用。在这里，我们介绍了从结构边界的反射作为一个新的自由度来产生和控制等离子体轨道角动量。我们实验证明等离子体涡流腔，产生一系列的涡流脉冲与增加拓扑电荷作为时间的函数。我们跟踪的时空动态的这些角度减速等离子体激元脉冲训练内的空腔超过300飞秒，使用时间分辨光电子显微镜，显示出的角动量增长的空腔的手征顺序的倍数。引入这种自由度来驯服由等离子体涡旋传递的轨道角动量，可以简化类似泵浦-探测的量子初始化方案，增加等离子体镊子施加的扭矩，并可能实现具有动态演变拓扑结构的涡旋晶格腔。
2020-12-10 cond-mat.mes-hall 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
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
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
A theoretical framework for the Hamiltonian of angular momentum optomechanical system
光子同时携带线动量和角动量。在光与物质的相互作用过程中，线动量的交换导致光学力，而角动量的交换导致光学力矩。在量子光学力学中，光学力（光压或阻尼）的使用已经很长时间了，但是，光学力矩和光学角动量的使用却不是。在这里，我们提出了一个理论框架的基础上的光学角动量和光学扭矩的腔轨道和自旋角动量光机系统的哈密顿量，分别。利用该方法成功地得到了反射系数为非单位的微腔与多个扭振子组成的复杂角动量光机系统的哈密顿量。我们的结果表明，我们的理论框架的角动量光力学系统的哈密顿量的普遍适用性，并扩大了量子光力学的研究范围。
2022-09-24 physics.optics quant-ph
Radiation of Optical Angular Momentum from a Dipole Source in a Magneto-birefringent disordered Environment
本文研究了均匀磁场下偶极子气体的光学角动量辐射，指出角动量守恒会对源和周围环境产生力矩，并分析了辐射角动量的自旋和轨道贡献。
2023-06-29 astro-ph.SR physics.optics
Optical angular momentum in dispersive media
从诺特定理出发，导出了色散旋转对称介质中光的角动量密度和光通量。色散介质中的光学角动量与光学线动量没有简单的关系，即使介质是均匀的。在均匀色散介质中的圆偏振单色光束携带的自旋角动量为$\pm\hbar$/能量$\hbarω$，如在真空中。这一结果证明了色散对光学角动量和能量的贡献的非平凡的相互作用。
2012-12-07 physics.optics quant-ph
Optical Angular Momentum in Classical Electrodynamics
通过推导麦克斯韦的经典方程，结合电磁场的能量、动量、力和力矩的表达式，我们用几个简单的例子来说明电磁角动量的性质。电磁场的能量和角动量将被证明具有密切的关系;辐射电磁角动量的源必然会获得相等但相反的机械角动量;并且当被小粒子吸收时，电磁场的自旋和轨道角动量将引起粒子的不同响应。
2017-06-07 physics.class-ph physics.optics
Quantum Optical Spanner: Twisting Superconductors with Vortex Beam via Higgs Mode
本研究通过数值模拟，展示了涡旋光束的轨道角动量可转移至超导体的希格斯集体模式，引发机械旋转，从而提出量子光学扳手的概念，为量子领域的光学操控开辟新途径。
2025-09-25 cond-mat.str-el physics.optics
Twisted Molecular Excitons as Mediators for Changing the Angular Momentum of Light
具有C_N或C_Nh对称性的分子可以吸收光角动量量子，产生具有明确准角动量的扭曲激子。在光束的傍轴近似水平上，这种相互作用中的角动量守恒。因此，一系列吸收事件可以用来产生一系列激子角动量。随后的衰变可以产生具有等于累积角动量的单个角动量的辐射。这样的分子可以被看作是改变光的角动量的媒介。这回避了利用基于高阶非线性的光-物质相互作用的需要。紧束缚的范例被用来验证角动量守恒，并演示如何利用它来改变光的角动量。然后，该方法扩展到一个时间依赖的密度泛函理论设置的关键结果被证明在多体，多层次设置。
2017-06-13 physics.atm-clus physics.optics
Conservation of angular momentum in second harmonic generation from under-dense plasmas
光束的自旋和轨道角动量是两个相互独立的参量，对机械物体的运动有着不同的影响。然而，当具有角动量的激光束与等离子体相互作用时，可以观察到自旋和轨道角动量之间的相互作用。在这里，我们通过测量在欠密等离子体中产生的二次谐波2ω辐射的螺旋相位，利用已知的自旋和轨道角动量泵浦光束，验证了光子的总角动量守恒，并观察到自旋到轨道角动量的转换。通过分析2ω光的近场强度分布，进一步确定了2ω光子的来源。2ω图像与当使用拉盖尔-高斯光束时通过自旋和轨道角动量的组合效应预测的在等离子体中的泵浦光束的最大强度梯度附近产生的这些光子一致。
2020-11-19 physics.optics physics.plasm-ph
Measurement of Optical Orbital and Spin Angular Momentum: Implications for Photon Angular Momentum
在近轴近似下，涡旋光束携带的总角动量的表达式分成两项，分别代表轨道角动量和自旋角动量。然而，自旋角动量的公式有两个截然不同的相互竞争的版本，一个是基于坡印廷矢量的使用，就像在经典电动力学中一样，另一个与量子电动力学中出现的角动量的正则表达式有关。我分析的可能性，一个足够灵敏的光学测量可以决定这些对应于实际的物理角动量的光束。
2017-10-09 hep-ph hep-th physics.optics
Creation of superconducting vortices by angular momentum of light
研究了具有自旋和轨道角动量的激光辐照下的超导态。结果表明，由于激光束的热效应和光的角动量转移，产生了超导涡旋。可能的实验来验证我们的预测进行了讨论。
2020-09-21 cond-mat.supr-con physics.optics
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
Energy, linear momentum, and angular momentum exchange between an electromagnetic wave-packet and a small particle
结合麦克斯韦的经典电动力学与电磁（EM）能量，动量，力和扭矩的表达式，我们用几个简单的例子来证明波包和小球形粒子之间的线性和角动量交换的性质。电磁场的线动量和角动量，当被粒子吸收时，会引起粒子的不同响应。
2018-09-14 physics.class-ph physics.optics
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
Paraxial Light Beams with Angular Momentum
基本和应用的概念，光束进行一定的机械角动量相对于传播轴的能力进行审查和讨论。包括以下问题：历史参考;近轴光束及其组成部分的角动量;自旋角动量和与之相关的佯谬;轨道角动量;圆螺旋光束：实例和产生方法;轨道角动量和强度矩;轨道角动量的对称性破坏和分解;涡旋光束的力学模型;光束角动量的力学作用;旋转多普勒效应，它在图像旋转中的表现;螺旋谐波的频谱和相关问题;非共线旋转多普勒效应;束绕其自身轴强制旋转的特性。具有角动量光束的研究前景和实用化途径。
2020-10-10 physics.gen-ph physics.optics
Quantization of the free electromagnetic field implies quantization of its angular momentum
结果表明，当自由电磁场的规范不变Bohr-Rosenfeld算符应用于解释为算符的电磁场的线动量和角动量的表达式时，在没有电和磁电荷密度的情况下，这些算符满足动量和角动量的正则对易关系.这证实了它们作为算符的有效性，可以用于角动量的量子力学计算。
2015-01-03 math-ph math.MP physics.optics
