抑制模式退化的准完美时空光涡旋
光学
2025-02-18 v1
摘要
携带横向轨道角动量（OAM）的时空光涡旋（STOV）丰富了涡旋光束家族并展现出独特的性质。通常，具有强度零点的高阶 STOV 在传播过程中会退化为嵌入在单个波包内的多个一阶 STOV，这种现象被称为时间衍射或模式退化。然而，这种退化限制了 STOV 在专业领域的适用性。因此，生成模式退化抑制的 STOV（MDS-STOV）对于实际应用和理论研究都具有重要意义。在此，我们从理论上分析了利用圆锥相位将 STOV 的能量局域化为环形结构以生成 MDS-STOV 的过程。对于具有大拓扑荷的 MDS-STOV，环形轮廓可以得到很好的维持，并且与传统的 STOV 相比，光束尺寸随 TC 增加而快速扩张的现象得到了显著抑制。因此，这些 MDS-STOV 可以被视为准完美 STOV（QPSTOV）。此外，QPSTOV 对群延迟色散（GDD）表现出很强的抵抗力，无需精确的色散控制，从而便于其生成与应用。这项工作推进了我们对携带横向 OAM 的光的物理性质的理解，并为 STOV 在光通信和量子信息处理等不同领域的应用开辟了令人兴奋的途径。
引用
@article{arxiv.2502.11769,
title = {Quasi-perfect spatiotemporal optical vortex with suppressed mode degradation},
author = {Shunlin Huang and Xiong Shen and Renjing Chen and Jun Liu and Ruxin Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.11769},
year = {2025}
}