光子径向模式:光场调控及量子信息应用进展

光子横向空间模式包括角向模式和径向模式两个自由度,它们都可以用来构建一个高维的Hilbert空间。在过去20年里,角向模式如光子轨道角动量已经得到了深入的研究,并被广泛应用于经典光学和量子信息领域。然而,目前关于径向模式的研究还比较缺乏,尚处于探索阶段,因此径向模式量子数一度被称为“被遗忘的量子数”。由于光子径向模式具有独特的光场特性,故近年来科学家们对它的研究兴趣与日俱增。系统介绍了高阶径向模式的制备、探测与调控技术,特别是光子径向模式间的量子纠缠关联特性及其在量子力学基本问题检测和高维量子信息领域处理中的应用研究进展。