戀夜直播app官方正版下载_戀夜直播高品质美女在线视频互动社区_戀夜直播官方版

閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
深度解讀

極端光學(xué)團(tuán)隊(duì)在強(qiáng)激光光子的自旋軌道相互作用研究中取得新進(jìn)展

來源:北京大學(xué)新聞網(wǎng)2020-11-09 我要評(píng)論(0 )   

微觀粒子的自旋角動(dòng)量和軌道角動(dòng)量是描述粒子復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為中最基本的兩個(gè)物理量,這兩個(gè)角動(dòng)量之間的耦合普遍存在于自然界之中。光子的自旋-軌道相互作用,在光與物質(zhì)...

微觀粒子的自旋角動(dòng)量和軌道角動(dòng)量是描述粒子復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為中最基本的兩個(gè)物理量,這兩個(gè)角動(dòng)量之間的耦合普遍存在于自然界之中。光子的自旋-軌道相互作用,在光與物質(zhì)相互作用的研究以及應(yīng)用中具有舉足輕重的意義。光子的自旋-軌道相互作用可以分為自旋-軌道轉(zhuǎn)換和軌道-自旋轉(zhuǎn)換。光子的自旋-軌道轉(zhuǎn)換在近十年來得到廣泛的研究,然而它的逆過程——軌道-自旋轉(zhuǎn)換至今仍未在實(shí)驗(yàn)中得到很好的觀測(cè)和調(diào)控。

隨著超短脈沖激光技術(shù)的飛速發(fā)展,超強(qiáng)飛秒激光的光場(chǎng)能量在時(shí)空中的高度集中,使得聚焦后的激光場(chǎng)強(qiáng)度可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原子內(nèi)部庫侖場(chǎng)(I>1016W/cm2)。對(duì)于如此強(qiáng)的激光場(chǎng)的自旋態(tài)-軌道態(tài)及其耦合,可以調(diào)控強(qiáng)光與物質(zhì)的許多非線性相互作用過程。但由于巨大的光子能量密度,傳統(tǒng)的光學(xué)方法,譬如近場(chǎng)重構(gòu)技術(shù),在強(qiáng)場(chǎng)領(lǐng)域已經(jīng)完全失效,揭示強(qiáng)激光場(chǎng)中光子的自旋-軌道相互作用是一個(gè)沒有解決且非常重要的問題。

上:光場(chǎng)的軌道-自旋相互作用及光電子成像實(shí)驗(yàn)示意;下:實(shí)驗(yàn)結(jié)果及理論模擬

人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“極端光學(xué)創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)”劉運(yùn)全教授和龔旗煌院士等結(jié)合高分辨光電子成像技術(shù),對(duì)光場(chǎng)調(diào)控對(duì)強(qiáng)激光場(chǎng)中光子自旋軌道相互作用進(jìn)行了開創(chuàng)性研究。他們利用超結(jié)構(gòu)波片和螺旋相位板將平面波制備成徑向偏振的光渦旋,并借助狹縫控制光場(chǎng)的空間形狀,在此過程中,光子始終只具有軌道角動(dòng)量而不具有自旋角動(dòng)量。進(jìn)一步,將得到的合成結(jié)構(gòu)光場(chǎng)進(jìn)行聚焦,通過理論模擬,他們發(fā)現(xiàn)焦點(diǎn)的光場(chǎng)會(huì)耦合出自旋角動(dòng)量。他們借助光電離這一非線性過程對(duì)超強(qiáng)激光光場(chǎng)的軌道角動(dòng)量和自旋角動(dòng)量轉(zhuǎn)換進(jìn)行表征。通過冷靶反沖離子電子動(dòng)量成像譜儀(COLTRIMS)實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量結(jié)構(gòu)光場(chǎng)與Xe原子相互作用的光電子動(dòng)量分布。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),通過控制狹縫間距,Xe原子電離產(chǎn)生的光電子動(dòng)量分布會(huì)隨著狹縫間距的減小發(fā)生明顯變化,光電子動(dòng)量分布逐漸從類似于圓偏光場(chǎng)作用形成的光電子動(dòng)量分布【M. M. Liu et al.,Phys. Rev. Lett. 120, 043201(2018)】, 逐漸變成了類似線偏光作用下形成的光電子動(dòng)量分布【M. Li et al.,Phys. Rev. Lett. 023006 (2013)】。實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接證明了結(jié)構(gòu)光場(chǎng)發(fā)生了軌道自旋轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化得到的自旋角動(dòng)量通過光電子動(dòng)量得到了非常直觀的體現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)強(qiáng)激光場(chǎng)光子軌道角動(dòng)量-自旋角動(dòng)量的轉(zhuǎn)換,可以廣泛應(yīng)用于產(chǎn)生具有高軌道態(tài)、自旋態(tài)可控的極紫外光子束和電子束等。

相關(guān)研究以“Photoelectronic mapping of the spin–orbit interaction of intense light fields”為題于近日發(fā)表在《自然·光子學(xué)》上。研究論文第一作者是博士生方一奇,研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育部納光電子前沿研究中心、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心和極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等的支持。


轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

強(qiáng)激光光子飛秒激光
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會(huì)依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評(píng)
0相關(guān)評(píng)論
精彩導(dǎo)讀