螺旋调制在分数衍射系统中拓扑光学态的变换

我们提出了一种通过局部折射率的螺旋调制来操控分数衍射系统中多种拓扑态的方案。基于截断有限模态系统的解析近似和直接仿真结果表明，螺旋调制支持在拓扑电荷差为 $\Delta m=1$ 的本征模之间进行直接相互转换，这种转换由本征模与底层螺旋调制之间的共挑耦合驱动。实现拓扑电荷差为 $\Delta m=2$ 的本征模间转换需要涉及中间模态并精确调谐共振条件。我们进一步探讨了在轴向调制作用下退化模态的转换。受调制影响的退化模态表现出不完全转换，演化为具有奇偶奇称对称性的中间态。最后，我们检查了螺旋调制诱导的模态转换中的非线性效应，确定了一种本质上的非线性诱导的共振频率偏移，这在转换效率中起关键作用。