具有偏振 Möbius 带的非线性光学中半整数角动量的守恒
光学
2022-09-05 v2 原子物理
摘要
能量、线动量和角动量的对称性与守恒定律在物理学中，特别是在非线性光学中起着核心作用。近来，具有非平凡拓扑的光场，如偏振 Möbius 带或环结光束，已被揭示。它们无法与明确定义的轨道角动量（OAM）和自旋角动量（SAM）值相关联，但在协调旋转下不变，即由广义角动量（GAM）算符生成的旋转对称性，该算符是 OAM 与 SAM 算符的混合。GAM 的发现——其与整数值的 OAM 和 SAM 不同，可取任意值——提出了其在非线性光学过程中的守恒问题。通过用偏振 Möbius 带驱动高次谐波产生并在 XUV 波段实现新颖的 OAM 表征方法，我们实验上观测到 GAM 的守恒，每个谐波携带精确的半整数 GAM 荷，等于基频场的 GAM 荷乘以谐波阶数。因此，GAM 被揭示为描述由含拓扑偏振奇点的光场驱动的非线性过程的合适量子数。
引用
@article{arxiv.2209.00454,
title = {Conservation of a Half-Integer Angular Momentum in Nonlinear Optics with a Polarization M\"obius Strip},
author = {Martin Luttmann and Mekha Vimal and Matthieu Guer and Jean-François Hergott and Antonio Z. Khoury and Carlos Hernández-García and Emilio Pisanty and Thierry Ruchon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00454},
year = {2022}
}
备注
4 figures in the main text and 13 in the supplemental document