基于时空轨道角动量的超快脉冲单帧表征

携带时空轨道角动量（ST-OAM）的光因横向 OAM 而产生新型光涡旋。ST-OAM 脉冲在传播、透射、折射、衍射和非线性转换过程中展现出新颖特性，吸引了日益增长的实验与理论兴趣和研究。然而，一个主要挑战是缺乏一种简单直接的方法来表征超快 ST-OAM 脉冲。利用空间分辨光谱干涉术，我们展示了一种简单、稳态、单帧的方法来定量表征携带 ST-OAM 的超短光脉冲。使用我们的方法，ST-OAM 脉冲的存在，包括其拓扑电荷数和 OAM 螺旋度等主要特征，可从原始数据上直接看到的独特且无歧义的特征中轻松识别——无需对数据做任何完整分析。经过处理和重建后，其他精细特征，包括脉冲色散和光束发散，也可被完整表征。我们的快速表征方法在 ST-OAM 脉冲的产生和光学对准过程中可实现高通量和快速反馈。通过使用与脉冲重复频率匹配的高速相机，将我们的方法扩展到单发测量是直截了当的。这一新方法有助于推进空间和时间结构化光领域及其在先进计量中的应用。