光学狄拉克理论中的诱导贝里联络与光子自旋霍尔效应

在光学狄拉克理论的框架内，我们提出了一个自旋-轨道相互作用及光子自旋/轨道霍尔效应的场论模型。我们的方法将沿螺旋路径的光传播重新表述为在基于光线的曲线坐标系中求解麦克斯韦方程组。该系统可以解释为一种具有介电张量中反对称元素的自旋简并介质，对应于以旋转偶极矢量为特征的自旋-1 激发模式。我们证明，在主导阶下，由此产生的有效哈密顿量等价于均匀旋转参考系中的麦克斯韦理论，同时包含了自旋-旋转和轨道-旋转耦合。这种旋转源于螺旋路径的挠率，表现为光子的外在轨道角动量（EOAM）。值得注意的是，光子的自旋角动量（SAM）与其内禀轨道角动量（IOAM）共同贡献于几何相位。在海森堡绘景下，自旋和轨道霍尔效应自然地从光线方程中的相互作用项中显现出来。此外，我们发现倏逝波的横向自旋与 EOAM 耦合，揭示了椭圆偏振光的几何相位与圆偏振光的不同。这一区别强调了自旋-轨道耦合在修正相位积累中的作用。