【技术实现步骤摘要】
一种调控焦场时空波包轨道角动量旋转轴指向的方法
[0001]本专利技术涉及微纳光学、光与物质相互作用的
，特别涉及一种调控焦场时空波包轨道角动量旋转轴指向的方法。
技术介绍
[0002]光子可以携带沿着光轴方向的线动量、与圆偏振态有关的自旋角动量和与涡旋光有关的轨道角动量。轨道角动量作为近数十年新发现的光子的内秉性质，在几十年间得到广泛的研究，并在光通信、光镊、超分辨等领域得到广泛的应用。在通常情况下，自旋角动量和轨道角动量作为光子的两个独立的旋转自由度，二者在近轴条件下，在均匀的各向同性介质中相互不影响。但是在一些特定条件下自旋角动量和轨道角动量会相互耦合，被称为自旋
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轨道耦合，可产生很多全新的物理现象。1992年，V.Liberman等人探究了非均匀介质中光子的自旋
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轨道耦合；2006年，L.Marrucci等人发现在非均匀的各向异性介质中自旋角动量会转化为轨道角动量；2007年，Y.Zhao等人发现在强聚焦作用下自旋角动量会在光场的纵向分量中产生轨道角动量。2019年，K....
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种调控焦场时空波包轨道角动量旋转轴指向的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据期望的拓扑荷数l，针对性地对圆偏振入射波包进行预处理操作；S2、将预处理后的圆偏振时空波包作为强聚焦系统的入射场，经过高数值孔径物镜的聚焦，在焦平面获得纵向轨道角动量拓扑荷数为+1或
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1，横向轨道角动量拓扑荷数为l的矢量时空光涡旋；S3、对于聚焦矢量时空光涡旋的横向偏振分量(即x和y分量)，其携带的横向和纵向轨道角动量相互作用，合成一个旋转轴偏向光轴的总轨道角动量，由于纵向和横向的轨道角动量拓扑荷是确定的，则影响轨道角动量密度的只有波包在空间平面和时空平面的横截面积，波包时空平面的横截面积与脉冲宽度直接相关，因此通过控制脉冲宽度的大小，即可改变纵向和横向轨道角动量密度比，从而控制横向偏振分量中的总轨道角动量旋转轴的指向。2.如权利要求1所述的一种调控焦场时空波包轨道角动量旋转轴指向的方法，其特征在于，所述步骤S1中预处理包括以下步骤：S11、根据期望的拓扑荷数l，确定焦场时空光涡旋的拉盖尔
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高斯模其中n和m的组合被称为阶数；S12、针对相同阶数的厄米
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高斯模将其分解为拉盖尔
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高斯模的线性叠加，得到经过预处理的入射场3.如权利要求1所述的一种调控焦场时空波包轨道角动量旋转轴指向的方法，其特征在于，所述步骤S2中在焦场矢量时空涡旋的偏振分量中，均带有拓扑荷数为l的横向轨道角动量和拓扑荷数为+1或
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1的纵向轨道角动量，这两个方向的轨道角动量发生强烈...
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