具有旋转对称性的等离激元涡旋透镜中与对称性相容的角动量守恒关系
光学
2022-10-26 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
等离激元涡旋透镜（PVLs）在等离激元自旋轨道耦合过程中产生称为等离激元涡旋（PVs）的涡旋模式，为实现许多基于光学涡旋的应用提供了一个有前景的平台。最近有报道称，单个 PVL 可以生成多个 PV。本工作利用有限群的表示理论，揭示了所生成 PV 的对称性起源，并基于对称性原理推导出一个新的守恒关系。具体而言，对称性原理将 PVL 的近场划分为若干区域，为这些区域指定作为拓扑电荷的整数，并特别地给出了 PVL 中心处 PV 拓扑电荷的上界。将对称性原理进一步应用于自旋轨道耦合过程，得到了一个新的守恒关系。基于该关系，提出了一种两步流程，通过 PVL 的对称性将入射场的角动量与所生成 PV 的角动量联系起来。该理论通过数值计算得到了充分验证。本工作为 PVL 中自旋轨道耦合的动力学提供了另一种但至关重要的对称性视角，对先前进行的物理研究形成了有力补充，从而为灵活操控 PV 以用于新兴的基于涡旋的纳米光子应用奠定了坚实基础。
引用
@article{arxiv.2209.14735,
title = {Symmetry-compatible angular momentum conservation relation in plasmonic vortex lenses with rotational symmetries},
author = {Jie Yang and Pengyi Feng and Fei Han and Xuezhi Zheng and Jiafu Wang and Zhongwei Jin and Niels Verellen and Ewald Janssens and Jincheng Ni and Weijin Chen and Yuanjie Yang and Anxue Zhang and Benfeng Bai and Chengwei Qiu and Guy A E Vandenbosch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.14735},
year = {2022}
}
备注
23 pages and 3 figures