改进的马赫-曾德尔干涉仪测量涡旋光束的轨道角动量

作者:于淼; 王雅秋; 张鹤; 张云; 刘璠; 林爽; 常明莹; 葛婷; 姜远飞; 陈安民; 李苏宇*; 金明星*
来源:激光与光电子学进展, 2022, 59(17): 87-93.

摘要

利用改进的马赫-曾德尔干涉仪测量了拉盖尔-高斯(LG)光束的轨道角动量(OAM)[拓扑电荷(TC)的值和符号]。模拟结果与实验结果一致。当LG光束与高斯光束发生干涉时,可以观察到类似漩涡的“花瓣”图案。“花瓣”的数量等于LG光束的TC的绝对值,干涉图样的旋转方向与TC符号有关:在TC符号为正时,干涉图样显示顺时针旋转;而在TC符号为负时,干涉图样显示逆时针旋转。只有当LG光束的光斑尺寸小于高斯光束的光斑尺寸时,才能根据干涉图样准确确定OAM状态。当LG光束的光斑尺寸接近高斯光束时,干涉图样只反映TC值,无法识别TC的符号。与传统干涉仪相比,该干涉仪可以获得稳定的干涉图样,并直接获得LG光束的OAM状态。实验现象是明显的。该研究结果为LG光束与高斯光束干涉的理论分析提供了参考,为光与物质之间的自旋-轨道相互作用奠定了研究基础。