Exploiting the circular polarization of light to obtain a spiral energy flow at the subwavelength focus

坡印亭病媒 物理 角动量 圆极化 光学 旋涡 高斯光束 光的角动量 极化(电化学) 涡流 拓扑量子数 总角动量 梁(结构) 角动量耦合 经典力学 量子力学 磁场 机械 化学 物理化学 微带线
作者
Victor V. Kotlyar,Anton G. Nalimov,Sergey S. Stafeev
出处
期刊:Journal of The Optical Society of America B-optical Physics [Optica Publishing Group]
卷期号:36 (10): 2850-2850 被引量:52
标识
DOI:10.1364/josab.36.002850
摘要

Using Richards–Wolf formulas, we show analytically that when strongly focusing a circularly polarized axisymmetric non-vortex field (e.g., a Gaussian beam or zero-order Bessel–Gaussian beam), a spiral energy flow is produced around the sub-wavelength focal spot. This phenomenon can be explained by the conversion of spin angular momentum associated with the circular polarization state into the near-focus orbital angular momentum, with the on-axis angular momentum being strictly zero. It is also shown that a linearly polarized optical vortex with topological charge 2 produces an on-axis near-focus energy backflow whose amplitude (defined by the negative longitudinal component of the Poynting vector) is comparable with that of the incident beam.
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