1樓:渣渣龜
正如其他答案所說,二者不是同乙個東西,OAM是軌道角動量這個自由度,vector beam則主要強調polarization對應的是自旋這個自由度。
可以同時產生,spin-orbital coupling是乙個方向而且有很多應用。
2樓:顏不良文醜
兩者描述的不是同個參量
軌道角動量光束主要是場強表達帶有相位項 項(軌道角動量)軸對稱向量光束主要是場強在同一截面偏振不同(無關相位)兩者可以同時產生,區別方式的話相位項利用與參考光的干涉,振幅項利用檢偏器就可以區別了
3樓:定律
作為本科生不敢說對這個問題十分專業,但至少在課題組裡做了一年半的OAM,多少可以回答一部分問題。
攜帶軌道角動量(OAM)的光束,或者說軌道角動量的本徵模式,主要的包括拉蓋爾-高斯(LG)光束和貝塞爾光束,我僅對前者的LG光束比較了解。
為了體現軌道角動量光束與軸對稱光束的本質區別,首先來看LG光束的電向量表達。
z是光束傳播方向的距離,是光束截面上極座標中的方位角,r是極徑,另外包含兩個量子數:角矢量子數 (取整數)與徑矢量子數p(取正整數)。其中紅框裡的相位項是重點——角矢量子數 決定了光束是否攜帶軌道角動量及其大小,即每個光子攜帶大小的軌道角動量。
而對於軸對稱光束,其電場向量中沒有這一相位項( )。這一工作首先是由L. Allen於2023年提出的,有精力可以去看一下文獻[ Allen L , Beijersbergen M W , Spreeuw R J C , et al.
Orbital angular momentum of light and transformation of Laguerre Gaussian Laser modes[J]. Physical Review A, 1992, 45(11):8185-8189.
]。下面從光強分布再來看一下OAM和軸對稱光束的區別。這裡我用MATLAB繪製了幾張圖(當時的作圖水平很不規範。。。)
其中第二幅圖 即不攜帶軌道角動量的基模高斯光束(也可從電場向量表示式裡體現)是乙個實心光束,而其他 的光束明顯都是中空光束,這便是兩者最直觀的差別。之所以會形成中空,正是由於相位項 引起的干涉。這一相位項被稱作螺旋相位,它的相位分布由下圖所示,在中心點附近相差180度的方向上相位相差正好是 ,進行相消干涉,從而形成中空。
也正是因為這種中空特性,軌道角動量光束也被稱作"甜甜圈(Doughnut)光束"。
而等相位面的空間分布則如同義大利通心粉一般,其螺旋波前數目由角矢量子數 決定。所以從這個角度來說,軸對稱光束的相位分布必定也是軸對稱的,而OAM光束的相位分布則明顯不是軸對稱的。
OAM光束的產生,主要有以下方法:空間光調製器 、螺旋相位鏡 、Q板。詳細內容可見[陳理想, 張遠穎.
光子高階軌道角動量製備、調控及感測應用研究進展[J]. 物理學報, 2015, 64(16):73-85.]。
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