作者:SPIE·雷娜·保留 偶极和六极之间的方位角跃迁，来自张等，doi 10
1117/1
美国联合通讯社(Associated Press)
2
四
046002
信用:张等
光学涡旋在光学信息处理中起着越来越重要的作用
作为一种信息载体，它提高了通道的容量，并为分析提供了一个独立的方面—不同于偏振、强度、相位和路径
编码和加密光学信息的新自由度可以通过非线性光学来提供，使用称为方位角的涡旋光束，该涡旋光束携带轨道角动量，并且现在可以表现出称为拉比振荡的相互转换模式
一种以1944年诺贝尔物理学奖获得者伊西多尔·拉比命名的量子效应，拉比振荡表示在振荡驱动场存在的情况下，两种不同能级之间的周期性运动——一种跳动
在光子学中也研究了这种效应，其中振荡驱动场可以通过介质折射率变化的轻微周期性纵向调制来模拟
到目前为止，拉比振荡主要研究线性系统，但最有趣的现象往往出现在非线性领域
方位角在传播时表现出稳定的旋转，但它们通常是不稳定的，因此它们通常在传播过程中解体
由西安交通大学的张贻琦领导的研究小组提出的解决不稳定性问题的方法是非线性方法，他最近证明了弱非线性波导可以保证方位角的稳定传播
他们的报告发表在《高级光子学》上
非线性多峰波导:从旋转到振荡 研究小组确定了弱非线性的具体要求:(1)与环境折射率相比，线性和非线性引起的折射率变化都很小，以及(2)非线性引起的折射率变化比线性小得多
他们的理论研究表明，感应电势的深度与波导的横向尺寸密切相关
这表明多模光纤可用于获得深势能阱，这也允许浅调制
考虑到这些因素，张和他的同事开发了一种弱非线性波导，它是显式多模的
他们将各种模式与不同的模式分布配对
通过对一个模式引入π相移和振幅调制，然后叠加另一个模式，他们获得了方位角调制的涡旋
由于非线性的存在和对电势的弱纵向周期性调制，方位角调制的涡流在传播期间以固定的角速度旋转，并在两种模式之间表现出拉比振荡(波动)
作者指出，传播光束的空间对称性将在这个过程中周期性地变化
根据耦合模理论，拉比振荡主要受纵向调制强度和叠加方位角的空间对称性的影响
在没有纵向调制的情况下，方位角以恒定的速度旋转，其轮廓得以保留
但是，通过轻微的纵向调制，在传播过程中可以观察到不同方位角的相互转换:拉比振荡
资深作者、西安交通大学电子科学与工程学院副教授张贻琦评论说:“由于我们的模型支持具有较高拓扑电荷的高阶方位角，因此选择光束所携带的轨道角动量有许多选择
然而，拉比振荡只能发生在某些剖面的方位角之间
我们现在对如何克服这个限制有了一些想法，所以我们将继续我们的研究
" 涡流的种类 除了增强光学信息处理的前景之外，方位拉比振荡的演示有助于更好地理解涡旋的旋转动力学和非线性在调节这些动力学中的内在作用
作者对非线性光学系统中的空间场操纵很感兴趣，指出他们的发现对光子学的潜在进展很重要，例如螺旋波导或拓扑绝缘体
更广泛地说，他们的见解可能有助于更好地理解诸如旋风、龙卷风或飞机尾流中形成的涡流等日常现象
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