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由相干奇点介导的散斑光拓扑链环与纽结

光学 2025-04-08 v1 统计力学

摘要

链环与纽结是新奇的拓扑结构,在自然科学的多个分支中引起了广泛关注。相干链环与纽结,例如由相干光的相位或偏振奇点构成的链环与纽结,已在各种三维光学环境中被观察到。然而,非相干链环与纽结——即相干奇点的纽结或相连线——源于一种根本不同的概念。它们隐藏在随机涨落场的统计性质中,使其存在往往难以捉摸或无法检测。在此,我们在理论上构造并在实验上证明了非相干光的此类拓扑实体。通过利用最先进的非相干模式分解方案,我们从涨落的光斑中揭示了非相干拓扑结构,包括对相干和强度涨落具有鲁棒性的相干奇点的 Hopf 链环和三叶结。我们的工作适用于非相干性或实际相干性普遍存在的各种波系统,并可能为各种应用(如高维光信息编码和光通信)中统计整形拓扑结构的设计与实现铺平道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.05088,
  title  = {Topological links and knots of speckled light mediated by coherence singularities},
  author = {Zhuoyi Wang and Xingyuan Lu and Zhigang Chen and Yangjian Cai and Chengliang Zhao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.05088},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 5 figures; Light: Sci. & Appl. (accepted)