时空光学涡旋的横向轨道角动量
摘要：时空光涡旋（STOVs）是电磁波包，其在传播方向上垂直运载一个相位线奇异性。我们解决了在自由空间或非色散介质中传播的STOVs所运载的横向轨道角动量（OAM）“每光子”实际上的问题。与单色光束中的纵向旋涡不同，STOVs不携带任何通过其中心交叉的固定横向轴的净横向OAM。然而，STOVs每光子运载有一个固有的横向OAM，它绕其中心的一个移动横向轴，以及一个相反的外围横向OAM。因此，它们的应用排除了将物体静止转动，但STOVs可以将其固有的横向OAM传递给其他波的光子。频率为ω0，拓扑电荷为l的椭圆对称STOV的固有横向OAM每光子为γl/2ω0，其中γ是STOV的椭圆度。因此，圆对称STOV（γ=1）携带的固有纵向OAM是具有相同l和ω0的圆对称单色光束的一半。我们表明在Phys. Rev. A 107, L031501 (2023)中，对于特定的STOV，公式(γ+1/γ)l/2ω0会导致无穷大的值，并且在传播过程中不保持守恒。当STOVs在传播过程中失去椭圆对称性时，尽管相位奇异性可能分裂，分裂的奇异性可能消失或甚至改变其拓扑电荷的符号，它们仍保持固有的横向OAM γl/2ω0。
作者：Miguel A. Porras
论文ID：2301.09105
分类：Optics
分类简称：physics.optics
提交时间：2023-07-04