电磁脉冲时空不可分性的度量
光学
2021-03-17 v1
摘要
电磁脉冲通常被视为麦克斯韦方程的时空（或空间-频率）可分离解，其中空间与时间（频谱）依赖可分别处理。与这一传统观点相反，结构化光与拓扑光学的最新进展凸显了具有复杂拓扑与时空不可分结构的脉冲的非平凡波-物质相互作用，以及其在能量与信息传输中的潜力。此类脉冲的一个特征例子是“飞行甜甜圈”（FD），一种时空不可分的环面少周期脉冲，与物质中的环面与非辐射（anapole）激发相关联。在此，我们提出一种受量子力学启发的方法来刻画结构化脉冲中的时空不可分性。类比于纠缠量子系统的不可分性，我们引入空间-频谱纠缠态的概念来描述经典电磁脉冲的时空不可分性，并发展了一种通过态层析重构相应密度矩阵的方法。我们将该方法应用于 FD 脉冲并获得相应的保真度、并发度与形成纠缠。我们证明从量子力学中挖掘出的此类性质定量刻画了一般时空结构化脉冲在传播过程中的演化。
引用
@article{arxiv.2006.12603,
title = {Measures of space-time non-separability of electromagnetic pulses},
author = {Yijie Shen and Apostolos Zdagkas and Nikitas Papasimakis and Nikolay I. Zheludev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.12603},
year = {2021}
}