Mechanical equivalence of spin and orbital angular momentum of light: an optical spanner

角动量 轨道角动量复用 物理 光的轨道角动量 角动量耦合 光的角动量 总角动量 方位量子数 光学镊子 光学 旋涡 光子 轨道运动 量子力学
作者
N. B. Simpson,Kishan Dholakia,L. J. Allen,Miles J. Padgett
出处
期刊:Optics Letters [The Optical Society]
卷期号:22 (1): 52-52 被引量:995
标识
DOI:10.1364/ol.22.000052
摘要

We use a Laguerre–Gaussian laser mode within an optical tweezers arrangement to demonstrate the transfer of the orbital angular momentum of a laser mode to a trapped particle. The particle is optically confined in three dimensions and can be made to rotate; thus the apparatus is an optical spanner. We show that the spin angular momentum of ±ℏ per photon associated with circularly polarized light can add to, or subtract from, the orbital angular momentum to give a total angular momentum. The observed cancellation of the spin and orbital angular momentum shows that, as predicted, a Laguerre–Gaussian mode with an azimuthal mode index l=1 has a well-defined orbital angular momentum corresponding to ℏ per photon.
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