铁石榴石折射率的光学涡旋自旋轨道控制
光学
2025-07-04 v1 应用物理
摘要
光的角动量(AM)与物质系统的相互作用为结构光子学(包括磁光(MO)材料)开辟了新途径。尽管MO系统中的自旋角动量(SAM)效应已得到充分确立，但轨道角动量(OAM)为新的非互易光-物质相互作用引入了新机遇。在本研究中，我们展示了一种独特的光学现象：OAM态在MO介质中经历态特定的非互易操作，从而降低法拉第旋转。该效应源于向材料的横向动量转移，在受扰动的电子跃迁速率下诱导出自旋轨道耦合(SOC)。由此产生的依赖于OAM的光学SOC改变了材料的折射率，直接将结构光与MO响应联系起来。我们的发现扩展了先前对傍轴光束的观察，揭示了控制OAM驱动非互易相互作用的更深层基本机制。这些见解为OAM选择性非互易光子器件、手性光学逻辑、量子存储元件和超快自旋电子架构铺平了道路。这项工作推进了MO与结构光的集成，从而增强了对光子和自旋电子系统的控制。
引用
@article{arxiv.2507.02093,
title = {Optical Vortex Spin-Orbit Control of Refractive Index in Iron Garnets},
author = {Seth Nelson and Cong Yu and Daniel Watson and Shahrzad Ramtinfard and Miguel Levy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.02093},
year = {2025}
}
备注
Article is in review at Optical Materials Express