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利用干涉光场的相位涡旋测量拉盖尔-高斯光束的轨道角动量

刘曼 陈小艺 李海霞 宋洪胜 滕树云 程传福

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利用干涉光场的相位涡旋测量拉盖尔-高斯光束的轨道角动量

刘曼, 陈小艺, 李海霞, 宋洪胜, 滕树云, 程传福

Measurement of orbital angular momentum of Laguerre-Gaussian beam by using phase vortices of interference fields

Chen Xiao-Yi, Li Hai-Xia, Song Hong-Sheng, Teng Shu-Yun, Cheng Chuan-Fu, Liu Man
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  • 对拉盖尔-高斯光束经多圆孔衍射屏在远场平面上形成的干涉光场的相位和零值线进行了计算模拟.当入射光束的轨道角动量量子数为零时,实部零值线与虚部零值线在干涉光场中心点不相交,因而在该点上不能形成相位涡旋.当入射光束的轨道角动量量子数为+1和-1时,实部零值线与虚部零值线在干涉光场中心垂直并相交,干涉光场相应位置处的相位涡旋的符号相反.当入射光束的轨道角动量量子数为±2和±3时,有四条零值线相交于干涉光场的中心点上,并且实部零值线和虚部零值线交替分布,该交点处形成的相位涡旋的拓扑荷的值恰好与拉盖尔-高斯光束的轨道角动量量子数相等.这种结果可以用来测量涡旋光束的轨道角动量.
    The phase and the zero-contour of the real part and the imaginary part of the interference field on a far-field plane generated by multi-aperture diffraction screen are simulated. It is found that when the orbital angular momentum quantum number of incident beam is equal to zero, at the center of interference field the zero-lines cannot cross each other, therefore, thereby the phase vortices cannot form. When the orbital angular momentum quantum numbers of incident beam are opposite to each other in sign, namely -1 and +1 at the center of interference field the zero-lines are perpendicular to and cross each other, the signs of the phase vortices at the corresponding positions in interference fields are also opposite to each other. When the orbital angular momentum quantum numbers of incident beam are equal to ±2 and ±3, there are four zero-lines that cross each other at the center of interference fields, where the topological charge values of phase vortices are just equal to the orbital angular momentum quantum numbers of the Laguerre-Gaussian beam. Therefore, these results can be used to measure the orbital angular momentum of optical vortex beam.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10974122,10874105)和山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(批准号:2007BS04031)资助的课题.
    [1]

    Allen L, Beijersbergen M W, Spreeuw R J C, Woerdman J P 1992 Phys. Rev. A 45 8185

    [2]

    Molina T G, Torres J P, Torner L 2007 Nat. Phys. 3 305

    [3]

    Beth R A 1936 Phys. Rev. 50 115

    [4]

    Vaziri A, Pan J W, Weihs G, Zeilinger A 2003 Phys. Rev. Lett. 91 227902

    [5]

    Langford N K, Dalton R B, Harvey M D, O’Brien J L, Pryde G J, Gilchrist A, Bartlett S D, White A G 2004 Phys. Rev. Lett. 93 053601

    [6]

    Molina T G, Vaziri A, Ursin R, Zeilinger A 2005 Phys. Rev. Lett. 94 040501

    [7]

    Dutton Z, Ruostekoski J 2004 Phys. Rev. Lett. 93 193602

    [8]

    Kapale K T, Dowling J P 2005 Phys. Rev. Lett. 95 173601

    [9]

    Curtis J E, Koss B A, Grier D G 2002 Opt. Commun. 207 169

    [10]

    Ladavac K, Grier D G 2004 Opt. Express 12 1144

    [11]

    Padgett M J, Allen L 2000 Contemp. Phys. 41 275

    [12]

    Paterson L, MacDonald M P, Arlt J, Sibbett W, Bryant P E, Dholakia K 2001 Science 292 912

    [13]

    Qi X Q, Guo C Q, Liu Y D 2010 Acta Phys. Sin. 59 264 (in Chinese) [齐晓庆、高春清、刘义东 2010 物理学报 59 264]

    [14]

    Lü H, Ke X Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 8302 (in Chinese) [吕宏、柯熙政 2009 物理学报 58 8302]

    [15]

    Ke X Z, Lu N, Yang Q L 2010 Acta Phys. Sin. 59 6159 (in Chinese) [柯熙政、卢 宁、杨秦岭 2010 物理学报 59 6159]

    [16]

    Berry M V 1978 J. Phys. A 11 27

    [17]

    Shvartsman N, Freund I 1994 Phys. Rev. Lett. 72 1008

    [18]

    Berkhout G C G, Beijersbergen M W 2008 Phys. Rev. Lett. 101 100801

    [19]

    Berkhout G C G, Beijersbergen M W 2009 J. Opt. A 11 094021

    [20]

    Song H S, Cheng C F, Liu M,Teng S Y, Zhang N Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3887 (in Chinese) [宋洪胜、程传福、刘 曼、滕树云、张宁玉 2009 物理学报 58 3887 ]

    [21]

    Liu M, Cheng C F, Song H S, Liu G Y, Teng S Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 964 (in Chinese) [刘 曼、程传福、宋洪胜、刘桂媛、滕树云 2010 物理学报 59 964]

  • [1]

    Allen L, Beijersbergen M W, Spreeuw R J C, Woerdman J P 1992 Phys. Rev. A 45 8185

    [2]

    Molina T G, Torres J P, Torner L 2007 Nat. Phys. 3 305

    [3]

    Beth R A 1936 Phys. Rev. 50 115

    [4]

    Vaziri A, Pan J W, Weihs G, Zeilinger A 2003 Phys. Rev. Lett. 91 227902

    [5]

    Langford N K, Dalton R B, Harvey M D, O’Brien J L, Pryde G J, Gilchrist A, Bartlett S D, White A G 2004 Phys. Rev. Lett. 93 053601

    [6]

    Molina T G, Vaziri A, Ursin R, Zeilinger A 2005 Phys. Rev. Lett. 94 040501

    [7]

    Dutton Z, Ruostekoski J 2004 Phys. Rev. Lett. 93 193602

    [8]

    Kapale K T, Dowling J P 2005 Phys. Rev. Lett. 95 173601

    [9]

    Curtis J E, Koss B A, Grier D G 2002 Opt. Commun. 207 169

    [10]

    Ladavac K, Grier D G 2004 Opt. Express 12 1144

    [11]

    Padgett M J, Allen L 2000 Contemp. Phys. 41 275

    [12]

    Paterson L, MacDonald M P, Arlt J, Sibbett W, Bryant P E, Dholakia K 2001 Science 292 912

    [13]

    Qi X Q, Guo C Q, Liu Y D 2010 Acta Phys. Sin. 59 264 (in Chinese) [齐晓庆、高春清、刘义东 2010 物理学报 59 264]

    [14]

    Lü H, Ke X Z 2009 Acta Phys. Sin. 58 8302 (in Chinese) [吕宏、柯熙政 2009 物理学报 58 8302]

    [15]

    Ke X Z, Lu N, Yang Q L 2010 Acta Phys. Sin. 59 6159 (in Chinese) [柯熙政、卢 宁、杨秦岭 2010 物理学报 59 6159]

    [16]

    Berry M V 1978 J. Phys. A 11 27

    [17]

    Shvartsman N, Freund I 1994 Phys. Rev. Lett. 72 1008

    [18]

    Berkhout G C G, Beijersbergen M W 2008 Phys. Rev. Lett. 101 100801

    [19]

    Berkhout G C G, Beijersbergen M W 2009 J. Opt. A 11 094021

    [20]

    Song H S, Cheng C F, Liu M,Teng S Y, Zhang N Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3887 (in Chinese) [宋洪胜、程传福、刘 曼、滕树云、张宁玉 2009 物理学报 58 3887 ]

    [21]

    Liu M, Cheng C F, Song H S, Liu G Y, Teng S Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 964 (in Chinese) [刘 曼、程传福、宋洪胜、刘桂媛、滕树云 2010 物理学报 59 964]

  • [1] 杨春林. 散斑场的随机波数及其参量非线性效应. 物理学报, 2024, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.73.20231235
    [2] 邱旭, 王林雪, 陈光平, 胡爱元, 文林. 自旋张量-动量耦合玻色-爱因斯坦凝聚的动力学性质. 物理学报, 2023, 72(18): 180304. doi: 10.7498/aps.72.20231076
    [3] 王子硕, 刘磊, 刘晨博, 刘珂, 钟志, 单明广. 数字差分-积分快速相位解包裹算法研究. 物理学报, 2023, 72(18): 184201. doi: 10.7498/aps.72.20230473
    [4] 王富杰, 曹晓昱, 高超, 文雪可, 雷兵. 基于矢量光场空间调制的光波偏振方向解算方法研究. 物理学报, 2023, 72(1): 010201. doi: 10.7498/aps.72.20221745
    [5] 苑涛, 戴汉宁, 陈宇翱. 超冷原子动量光晶格中的非线性拓扑泵浦. 物理学报, 2023, 72(16): 160302. doi: 10.7498/aps.72.20230740
    [6] 蒋驰, 耿滔. 角向偏振涡旋光的紧聚焦特性研究以及超长超分辨光针的实现. 物理学报, 2023, 72(12): 124201. doi: 10.7498/aps.72.20230304
    [7] 杨鑫宇, 叶华朋, 李佩芸, 廖鹤麟, 袁冬, 周国富. 小型化涡旋光模式解复用器: 原理、制备及应用. 物理学报, 2023, 72(20): 204207. doi: 10.7498/aps.72.20231521
    [8] 张天成, 潘高远, 俞友军, 董晨钟, 丁晓彬. 超重元素Og(Z=118)及其同主族元素的电离能和价电子轨道束缚能. 物理学报, 2022, 0(0): . doi: 10.7498/aps.7120220813
    [9] 孙思彤, 丁应星, 刘伍明. 基于线性与非线性干涉仪的量子精密测量研究进展. 物理学报, 2022, 71(13): 130701. doi: 10.7498/aps.71.20220425
    [10] 张乐, 袁训锋, 谭小东. 退相位环境下Werner态在石墨烯基量子通道中的隐形传输. 物理学报, 2022, 71(7): 070304. doi: 10.7498/aps.71.20211881
    [11] 姚春霞, 何其利, 张锦, 付天宇, 吴朝, 王山峰, 黄万霞, 袁清习, 刘鹏, 王研, 张凯. 免分析光栅一次曝光相位衬度成像方法. 物理学报, 2021, 70(2): 028701. doi: 10.7498/aps.70.20201170
    [12] 罗文, 陈天江, 张飞舟, 邹凯, 安建祝, 张建柱. 基于阶梯相位调制的窄谱激光主动照明均匀性. 物理学报, 2021, 70(15): 154207. doi: 10.7498/aps.70.20210228
    [13] 孙胜, 阳棂均, 沙威. 基于反射超表面的偏馈式涡旋波产生装置. 物理学报, 2021, 70(19): 198401. doi: 10.7498/aps.70.20210681
    [14] 李庆回, 姚文秀, 李番, 田龙, 王雅君, 郑耀辉. 明亮压缩态光场的操控及量子层析. 物理学报, 2021, 70(15): 154203. doi: 10.7498/aps.70.20210318
    [15] 王鹏, 潘凤春, 郭晶晶, 李婷婷, 王旭明. 用双稳态势场模型研究观点转变的驱动-响应关系. 物理学报, 2020, 69(6): 060501. doi: 10.7498/aps.69.20191516
    [16] 李宁, TuXin, 黄孝龙, 翁春生. 基于Tikhonov正则化参数矩阵的激光吸收光谱燃烧场二维重建光路设计方法. 物理学报, 2020, 69(22): 227801. doi: 10.7498/aps.69.20201144
    [17] 王俊萍, 张文慧, 李瑞鑫, 田龙, 王雅君, 郑耀辉. 宽频带压缩态光场光学参量腔的设计. 物理学报, 2020, 69(23): 234204. doi: 10.7498/aps.69.20200890
    [18] 武瑞琪, 郭迎春, 王兵兵. SF6分子最高占据轨道对称性的判断. 物理学报, 2019, 68(8): 080201. doi: 10.7498/aps.68.20182231
    [19] 石泰峡, 董丽娟, 陈永强, 刘艳红, 刘丽想, 石云龙. 人工磁导体对无线能量传输空间场的调控. 物理学报, 2019, 68(21): 214203. doi: 10.7498/aps.68.20190862
    [20] 丁学利, 贾冰, 李玉叶. 利用相位响应曲线解释抑制性反馈增强神经电活动. 物理学报, 2019, 68(18): 180502. doi: 10.7498/aps.68.20190197
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-02-27
  • 修回日期:  2010-07-10
  • 刊出日期:  2010-06-05

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