空气芯光纤中轨道角动量的守恒
光学
2015-03-23 v2
摘要
光的轨道角动量(OAM)在柱对称介质中是一个守恒量；然而，由于各向异性扰动会传递角动量，它很容易被自由空间湍流或光纤弯曲破坏。我们观察到即使在强弯曲扰动下OAM仍然守恒，这得益于具有空气芯的光纤适当地塑造了态密度。类比于经典推理中旋转陀螺随角速度增加而稳定性增强，这些态的寿命随OAM大小增加。因此，与系统基态最稳定的传统观念相反，空气芯光纤中OAM的寿命随模式阶数增加而增加。借助这一基本量的守恒，我们演示了12种不同高阶OAM模式的光纤传播，其中8种在千米长度传播后仍保持低损耗且纯度>98%，免受近简并耦合的影响。长寿命高阶OAM态（迄今被认为主要存在于真空中）的首次实现，是在实际距离上实现基于OAM的高维经典和量子通信所必需的条件。
引用
@article{arxiv.1412.1397,
title = {Conservation of orbital angular momentum in air core optical fibers},
author = {P. Gregg and P. Kristensen and S. Ramachandran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.1397},
year = {2015}
}
备注
19 pages, main text and supplementary information