傍轴光束的自旋/动量性质
光学
2023-02-15 v1
摘要
自旋角动量是经典电磁场的基本动力学性质,在自旋轨道耦合和光与物质相互作用中,尤其在近场光学中起着重要作用。对光学自旋的研究导致了诸如光学自旋–动量锁定和光子拓扑准粒子等现象的发现,以及在高精度检测和纳米计量中的应用。在此,我们研究傍轴光学系统中的自旋–动量关系,并表明光学自旋角动量同时包含横向和纵向自旋分量。横向自旋源于场的不均匀性,并由动能动量密度的涡度支配,而平行于局域正则动量的纵向自旋与光的偏振椭率成正比。此外,由光学横向自旋产生的类 skyrmion 自旋织构可在傍轴光束中观察到,其拓扑结构在传播过程中不受 Gouy 相位影响而保持。有趣的是,包括相位和偏振奇点在内的光学奇点也会显著影响自旋–动量性质。我们的发现描述了傍轴光学系统中的本征自旋–动量性质,并适用于光学聚焦、成像和散射系统中自旋–动量性质的分析。
引用
@article{arxiv.2212.04697,
title = {Spin/momentum properties of the paraxial optical beams},
author = {Peng Shi and Heng Li and Luping Du and Xiaocong Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.04697},
year = {2023}
}
备注
20 pages; 6 figures, 151 references