探测离散涡旋的拓扑荷

由一维（1D）环形激光阵列构成的离散涡旋，相较传统连续涡旋具有更高输出功率，因此因在各领域的广泛应用而备受关注。我们提出一种通过解析一维环形激光阵列的干涉图样，探测未知离散涡旋拓扑荷（TC）大小与符号的方法。将 TC$\neq 0$ 的未知离散涡旋干涉图样与 TC=0 的干涉图样平均，导致条纹可见度随一维环形阵列中激光数目（j）产生变化。发现条纹可见度曲线中观测到的凹陷数目正比于离散涡旋 TC 的大小。TC 的符号通过将未知离散涡旋（TC$\neq 0$）与已知 TC=+1 的干涉图样平均确定。对于正 TC，条纹可见度曲线中凹陷数目减少一个；对于负 TC，则增加一个。此外，我们针对相位无序验证了该方法，发现相位无序不影响离散涡旋 TC 的准确判定。给出了 TC 由小到大取值的离散涡旋的工作原理及数值与实验结果。实验结果与数值模拟高度吻合。我们的方法可用于离散涡旋的应用。