论扭曲光子与原子电子间的轨道角动量交换

我们得到了扭曲（拉盖尔-高斯轮廓）光子被氢原子散射的矩阵元表达式。我们考虑入射光子携带大小为 $\ell \hbar$ 的轨道角动量（OAM），该角动量由 $e^{i \ell \phi}$ 因子携带，而这一因子在平面波或纯高斯轮廓光束中不存在。我们研究了 $+2\ell$ 单位的 OAM 从光子转移到原子方位角量子数的性质。对于扭曲光子的弹性前向散射，当光子波长 $\lambda$ 远大于原子靶尺寸 $a$，且远小于表征扭曲光子束准直长度的瑞利长度 $z_R$ 时，我们得到了这些 OAM 翻转跃迁的简单公式。