Spin-orbit interactions in a nonlinear medium due to a nonlinear-induced geometric phase.

非线性系统 非线性光学 磁场 相(物质)
作者
Fuxin Guan,Yue Hu,Xiaoyu Dai,Xiaohui Ling,Shaojie Ma,Jing Lin,Shaohua Dong,Yuanjiang Xiang
出处
期刊:Optics Letters [The Optical Society]
卷期号:46 (11): 2758-2761 被引量:1
标识
DOI:10.1364/ol.426124
摘要

In general, a spin-polarized light beam cannot couple its spin angular momentum (SAM) with intrinsic orbital angular momentum (IOAM) without spin reversal. Here we find that nonlinear media can give the spin-polarized photon an IOAM, as they travel in the media due to the nonlinear susceptibility along the transmission direction, which does not require spin reversal. To characterize this SAM-to-IOAM conversion process, we establish an evolution ray equation for photons carrying IOAM by reference to the Schrodinger equation. We further reveal the inherent physics of such a phenomenon from a full-wave perspective and find that the vortex generation originates from the nonlinear-induced geometric phase.
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