同軸克拉默斯-克羅尼干涉法可在單次掃描中檢索出軌道角動量譜

帶有螺旋相位面的結構光波攜帶軌道角動量(OAM)，歸因于光子的旋帶有螺旋相位面的結構光波攜帶軌道角動量(OAM)，歸因于光子的旋轉運動。最近，科學家們一直在使用帶有OAM的光波，這些特殊的“螺旋”光束在各種先進的技術中變得非常重要，如通信、成像和量子信息處理。在這些技術中，了解這些特殊光束的確切結構至關重要。然而，這已被證明是相當棘手的。

干涉測量法——將光場與已知的參考場疊加，從干涉中提取信息——可以使用攝像機檢索OAM頻譜信息。由于攝像機只記錄干涉的強度，這種測量技術會遇到額外的串擾，即“信號-信號拍干擾”(SSBI)，這使得檢索過程復雜化。這就像聽到多個重疊的聲音，使其難以區分原始音符。

在《先進光子學》(Advanced Photonics)最近的一篇報道中，來自中山大學和洛桑聯邦理工學院(EPFL)的研究人員使用了一種強大的數學工具，稱為Kramers-Kronig(KK)關系，這有助于理解和解決問題。這個工具使他們能夠從相機的強度測量中解開復雜的螺旋光模式，以便在簡單的軸向干涉測量中進行單次檢索。通過探索時頻和方位角-OAM域之間的對偶性，他們應用KK方法來研究各種OAM場，包括Talbot自成像花瓣和分數階OAM模式。

復雜OAM譜的測量

新的測量技術對于依賴這些特殊光模式的先進技術具有巨大的潛力。現在是Kastler Brossel實驗室的博士后，通訊作者Hu Jianqi表示：“所提方法還可以推廣到具有復雜徑向結構的OAM光束，使其成為一種強大的實時測量結構光場的技術，只需用相機快照即可。”

與傳統的同軸干涉測量相比，研究人員展示的KK方法不僅加快了測量速度，而且使其更加簡單和經濟。由于這項新技術，科學家們獲得了一種強大的方法來解開OAM結構光波的秘密。這一突破有可能徹底改變與傳統的同軸干涉測量相比，研究人員展示的KK方法不僅加快了測量速度，而且使其更加簡單和經濟。由于這項新技術，科學家們獲得了一種強大的方法來解開OAM結構光波的秘密。這一突破有可能徹底改變各種技術，為不久的將來結構光領域的令人興奮的進展鋪平了道路。

審核編輯 黃宇