黑洞周围的引力场诱导光子自旋-轨道相互作用使光扭曲
广义相对论与量子宇宙学
2017-04-04 v1 光学
摘要
光的自旋-轨道相互作用 (SOI) 在纳米光子学中已被深入研究，因为它能够实现对光子自旋自由度的灵敏控制，进而控制光子的轨迹，这对于信号编码和路由等应用非常有用。最近的一项研究表明，光子的 SOI 在光子传播介质的介电常数存在梯度时显现；这增强了圆偏振光的散射，导致光子沿扭曲轨迹传播。本文在理论上预测，由于变换光学中证明的非均匀介电介质与引力场的等效性，经过黑洞引力透镜的圆偏振光会被诱导出显著的 SOI。这导致：i) 如果黑洞尺寸小于入射光子波长，光子将沿手性轨迹传播；ii) 由于这些手性轨迹，引力透镜产生的图像将表现出方位角旋转。这些发现为利用圆偏振光探测和发现亚波长尺寸黑洞开辟了一条途径。
引用
@article{arxiv.1704.00598,
title = {Gravitational field around blackhole induces photonic spin-orbit interaction that twists light},
author = {Deng Pan and Hong-Xing Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.00598},
year = {2017}
}