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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 393 毫秒
1.
张洪宪  赵珩 《光子学报》2008,37(8):1679-1683
从傍轴条件下光束轨道角动量的基本理论出发,根据高阶椭圆厄密–高斯光束的光场分布,运用张量方法,对高阶椭圆厄密-高斯光束轨道角动量的密度分布进行了理论分析,得到了求解该密度分布的计算公式,并在给定参量条件下作了数值模拟.进一步对光束中每个光子携带的平均轨道角动量进行了计算,发现其值随着椭圆厄密-高斯光束阶次的增大而增大,表明高阶椭圆厄密-高斯光束能够比椭圆高斯光束或拉盖尔-高斯光束提供高得多的轨道角动量.  相似文献   

2.
高明伟  高春清  林志锋 《物理学报》2007,56(4):2184-2190
研究了采用扭转柱面镜光学系统将厄米-高斯光束变换成为具有轨道角动量的拉盖尔-高斯扭转对称光束. 采用本征模式分解的方法分析了扭转柱面镜光学变换系统实现光束变换的原理.利用光束传输矩阵和二阶矩理论分析计算了光束经过扭转柱面透镜变换过程中的轨道角动量传递过程,证明光束与透镜系统的轨道角动量交换发生在第一个柱面透镜处,光束经过第一个柱面透镜后,具有的轨道角动量保持不变. 关键词: 轨道角动量 光束变换 扭转对称光束 轨道角动量传递  相似文献   

3.
柯熙政  谌娟  杨一明 《物理学报》2014,63(15):150301-150301
大气湍流引起大气折射率随机变化,导致空间不均匀性.拉盖高斯光束在大气湍流中传输时,空间不均匀性会使光子波函数改变,引起轨道角动量的变化.本文讨论了拉盖尔高斯光束在大气斜程传输时,湍流介质改变光子轨道角动量而形成不同的光子态.计算了螺旋谐波各分量所占光束总能量的权重,分析了拉盖高斯光束的轨道角动量的变化规律.  相似文献   

4.
李少华  杨振军  陆大全  胡巍 《物理学报》2011,60(2):24214-024214
基于非线性薛定谔方程和热扩散的泊松方程,采用分步傅里叶算法以及多重网格法对厄米-高斯光束在不同形状的热非局域介质铅玻璃中的传输进行了数值模拟研究. 结果表明,低阶厄米-高斯光束可以较为稳定地在铅玻璃中传输. 高阶厄米-高斯光束在铅玻璃中传输变得不稳定,并且阶数越高,稳定性越差. 样品的形状对于厄米-高斯光束的影响很大. 在正方形样品中,厄米-高斯光束的传输与Snyder-Mitchell模型符合得相对较好. 在矩形样品中厄米-高斯光束在传输过程中的强度分布将发生较大的变化. 关键词: 非局域非线性介质 厄米-高斯光束 光束传输  相似文献   

5.
赵娟莹  邓冬梅  张泽  刘京郊  姜东升 《物理学报》2014,63(4):44204-044204
空间相位调制一直是设计新型自加速光束的重要方法.参照类贝塞尔光束产生的思路,从理论上提出了一种新型的自加速无衍射类贝塞尔-厄米-高斯光束,并从数值模拟和实验两个方面研究此光束沿不同轨道的演化.理论上通过对厄米-高斯光束进行相位调制,产生了不同模式的自加速类贝塞尔-厄米-高斯光束.采用分步傅里叶算法模拟了(0,1),(1,0),(1,1)和(1,2)阶类贝塞尔-厄米-高斯光束沿预设轨道的传输过程.采用计算全息和空间光调制技术在实验中观察了类贝塞尔-厄米-高斯光束沿预设轨道的传输,例如抛物、双曲、双曲正割和三维轨道.实验观察与理论结果符合得很好.实验验证了不同阶类贝塞尔-厄米-高斯光束的奇特光斑结构,验证了光束的非衍射特性及传输轨道的可控性,且理论模拟验证了光束的自修复特性.作为此前研究的类贝塞尔光束的一般形式,本文所得到的光束可用于构造出更加新型实用的光束.  相似文献   

6.
基于TEM10模拉盖尔-高斯光束,推导自由空间量子密钥分配中单光子捕获概率表达式.针对低轨卫星-地面站间激光链路进行单光子捕获分析.结果表明:采用可高度衰减激光脉冲的TEM10模拉盖尔-高斯光束作为单光子源,单光子捕获采用前驱波参考脉冲设置时间窗口的方法,可使卫星上接收机以最大概率捕获光子.与基模高斯光束相比,采用TEM10模拉盖尔-高斯光束的优点是,不会由于卫星运动而增加单光子捕获概率的损耗.  相似文献   

7.
张光宇  马晶  谭立英 《光子学报》2005,34(8):1201-1204
从光波电磁场方程的TEM10和TEM01模厄米-高斯光束出发,推导了自由空间量子密钥分配的单光子捕获概率表达式.针对低轨卫星-地面站间激光链路,进行了单光子捕获分析.理论研究表明,对于低轨卫星-地面站间量子密钥分配,采用TEM10和TEM01模厄米-高斯型高度衰减激光脉冲作为单光子源是可行的.  相似文献   

8.
离轴椭圆厄米-高斯光束通过一阶光学系统的变换特性   总被引:1,自引:0,他引:1  
黄伟  曾晓东  安毓英 《光子学报》2004,33(2):140-142
从Collins公式推导出离轴椭圆厄米-高斯光束通过一阶光学系统的变换关系,并以透镜系统为特例研究了偏心厄米-高斯光束的传输特性,在垂直于x轴截面内强度分布仍是厄米-高斯函数形式并保持阶次不变,在传播方向上光束中心轨迹线是一条过焦点的直线.  相似文献   

9.
陈理想  张远颖 《物理学报》2015,64(16):164210-164210
光子既是经典信息也是量子信息的理想载体. 单个光子不仅可以携带自旋角动量(与光波的圆偏振相关), 还可以携带轨道角动量(与光波的螺旋相位相关). 而轨道角动量的重要意义在于可利用单个光子的量子态构建一个高维的Hilbert空间, 从而实现高维量子信息的编码. 自Allen等于1992年确认光子轨道角动量的物理存在以来, 轨道角动量在经典光学和量子光学领域展现了诸多诱人的应用前景, 目前已成为国际光学领域的研究热点之一. 本综述将着重介绍高阶轨道角动量光束的制备与调控技术, 特别是高阶轨道角动量的量子纠缠态操控、旋转Doppler 效应测量及其在远程传感和精密测量技术中的应用.  相似文献   

10.
具有轨道角动量光束入射下的单球粒子散射研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
吕宏  柯熙政 《物理学报》2009,58(12):8302-8308
根据广义Mie理论,研究了具有轨道角动量拉盖尔-高斯光束(LGB)的空间传输特性以及单粒子散射特性.在单体球粒子对高斯光束散射研究的基础上,分析了在自由空间不同传输距离LGB光束的光强分布情况,在不考虑散射和波束相移关系的情况下,将LGB作为入射高斯光束,通过对波束入射时的散射衰减截面求解得到波束因子,利用矢量球谐函数对入射高斯波束进行展开,从而研究了单球粒子在在轴条件下对具轨道角动量高斯波束入射的散射问题.通过数值计算,讨论了散射强度及角分布在不同波束宽度情况下对其散射特性的影响,并与平面波的情况做了对比.结果表明,当波束束腰半径较小时,束腰半径对衰减率的影响较大,而当束腰半径远大于粒子半径时,接近于平面波的情况. 关键词: 广义Mie理论 轨道角动量 Laguerre-Gauss光束 单球粒子  相似文献   

11.
Methods for beam shaping with nonzero orbital angular momentum are studied using diffraction optical elements with the purpose of developing a source of single-photon states based on spontaneous parametric down-conversion of light in the LiNbO3 crystal in the cavity resonator. The probability of the coincidence of the number of photocounts in detecting signal and idle fields under pumping by a beam with the orbital angular momentum is simulated.  相似文献   

12.
We have theoretically predicted gigantic spikes of orbital angular momentum caused by conversion processes of the centered optical vortex in the circularly polarized components of an elliptic vortex beam propagating perpendicularly to the crystal optical axis. We have experimentally observed the conversion process inside subwave deviations of the crystal length. We have found that the total orbital angular momentum of the wave beam is conserved.  相似文献   

13.
Xiaojun Liu  Yu Zhu  Ce Chen  Zhengda Hu  Yixin Zhang 《Optik》2013,124(24):6892-6895
The effects of multibeams and partially coherent source on the orbital angular momentum transmission of multi-Gaussian Schell model beams in an atmospheric turbulence channel are analyzed. An effective crosstalk probability model of the orbital angular momentum is derived which leads to crosstalk probability function for eigenmodes of different orbital angular momentum states and beamlets. The work shows that the evolution of the effective spatial coherence radius with growing the rms width of the correlation of the partially coherent source and the number of the beamlet in multi-Gaussian model beams. The crosstalk probability of the orbital angular momentum of an effective Gaussian-Schell model beam decreases as increasing of the degree of the spatial coherence of the partially coherent source and the beamlet number of the multi-Gaussian Schell model beams.  相似文献   

14.
The transformation of the angular momentum of an optical eddy in a weakly directing perturbed optical fiber is analyzed within the spin-orbit operator representation. The case of fibers with anisotropy of the core and cladding materials and the case of fibers with an elliptic cross section are considered. The spectrum of polarization corrections to the scalar propagation constant is determined for fibers of two types. For both the strongly anisotropic and elliptic fibers, the spin angular momentum of the linearly polarized LV eddy is suppressed and the orbital angular momentum is characterized by simple oscillations with a beating length dependent only on the spin-orbit parameter of an unperturbed fiber. The orbital and spin angular momenta of the circularly polarized CV eddy in the anisotropic fiber interchange in the elliptic fiber. The orbital angular momentum can be completely restored in the strongly anisotropic fiber, whereas only the spin angular momentum is completely restored in the elliptic fiber.  相似文献   

15.
Analysis of the orbital angular momentum of paraxial light beams shows that a key role in the formation of this quantity is played by phase relations between longitudinal and transverse radiation fields. When a light beam is circularly polarized or has a helical wave front, the azimuthal component of the Poynting vector and the density of orbital angular momentum prove to be non-zero. In the case of circularly polarized radiation, the azimuthal component of the Poynting vector and the density of the orbital angular momentum can change the sign at different points in the cross section of the light beam, while the total orbital momentum of the beam remains quantized.  相似文献   

16.
We propose interferometric methods capable of measuring either the total angular momentum, or simultaneously measuring the spin and orbital angular momentum of single photons. This development enables the measurement of any angular momentum eigenstate of a single photon. The work allows the investigation of single-photon two-qubit entangled states and has implications for high density information transfer.  相似文献   

17.
董一鸣  徐云飞  张璋  林强 《物理学报》2006,55(11):5755-5759
提出一种直接测量光束的轨道角动量的方法,其原理是把具有轨道角动量的光束照射到一个金属靶上,使其在光束的角动量作用下发生转动. 通过测量靶转动的角度来计算光束的角动量值. 对几种不同参数的光束的轨道角动量进行了测量,获得了轨道角动量与光束参数之间的关系,实验结果与理论分析较好地符合. 关键词: 复杂像散椭圆光束 轨道角动量 测量  相似文献   

18.
为了研究大气湍流对高斯涡旋光束传递信息的影响,理论分析了经过大气湍流的高斯涡旋光束轨道角动量(OAM)模式的径向平均功率和归一化平均功率分布、固有模式指数、初始光束半径和湍流强度;采用纯相位扰动逼近的有效性,数值模拟高斯涡旋光束在传输中的OAM模式径向平均功率分布的变化。建立传输模型并进行外场激光大气传输实验,对比分析了模拟和实测的OAM归一化平均功率分布,结果表明在弱湍流条件下,OAM模式的径向平均功率随着接收器孔径尺寸的增加而变化,逐渐趋于稳定值。对于一般常用的接收孔径,在强湍流或较小的初始光束半径条件下对OAM模式干扰十分严重。验证了用数值方法模拟OAM在湍流介质中的模式变化过程的可靠性。  相似文献   

19.
A ray-optics model is proposed to describe the vector beam transformation in a strongly focusing optical system. In contrast to usual approaches based on the focused field distribution near the focal plane, we use the beam pattern formed immediately after the exit aperture. In this cross section, details of the output field distribution are of minor physical interest but proper allowance is made for transformation of the beam polarization state. This enables the spin and orbital angular momentum representations to be obtained, which are valid for any cross section of the transformed beam. Simple analytical results are available for a transversely homogeneous, circularly polarized incident beam confined by a circular aperture. Variations of the spin and orbital angular momenta of the output beam with change of the focusing strength are analyzed. The analytical results are in good qualitative and reasonable quantitative agreement with the results of numerical calculations performed for the Gaussian and Laguerre-Gaussian beams. The model supplies an efficient and physically transparent means for qualitative analysis of the spin-to-orbital angular momentum conversion. It can be generalized to incident beams with complex spatial and polarization structure.  相似文献   

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