論文の概要: Observation of optical vortex generation via magnon-induced Brillouin light scattering
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.03152v2
- Date: Fri, 16 May 2025 14:02:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-19 14:36:13.070253
- Title: Observation of optical vortex generation via magnon-induced Brillouin light scattering
- Title（参考訳）: マグノン誘起ブリルアン光散乱による光渦発生の観察
- Authors: Ryusuke Hisatomi, Alto Osada, Kotaro Taga, Haruka Komiyama, Takuya Takahashi, Shutaro Karube, Yoichi Shiota, Teruo Ono,
- Abstract要約: 回転対称性を持つ系では、軌道角運動量(OAM)が光と物質の間で交換できることが知られている。
このような現象の最も一般的な応用の1つは、光とネマティック液晶ベースの空間光変調器(SLM)とのOAM交換による光学OAMの操作である。
ここでは、位相特異性のないマグノンによるブリルアン光散乱を用いた光渦ビームの生成を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Exploration of physics involving orbital angular momentum (OAM) of light, first recognized in 1992, is essential for deepening our understanding of the interaction between light and matter and that opens up new applications. In systems with rotational symmetry, it is known that OAM can be exchanged between light and matter. One of the most common applications of such a phenomenon is manipulating the optical OAM through the exchange of OAM between light and a nematic liquid crystal-based spatial light modulator (SLM). It is already being used as a tool in many studies related to the optical OAM. However, the operation bandwidth is limited by the response speed 100 Hz of the liquid crystal, which hinders the applications of the optical OAM to spatial division multiplexing, quantum communication, and optical microscopy. The generation of optical vortex beams with the optical OAM in inelastic scattering by elementary excitations with gigahertz-order resonance may solve this problem, although it has not been studied so far. Here, we demonstrate the generation of the optical vortex beams using Brillouin light scattering by magnons without phase singularities. We observe scattering rules in the Brillouin light scattering which can be explained by conservation of total angular momentum including spins and orbits with photons and magnons. This work serves as a starting point for research into the interaction between optical vertices and magnons. It opens up devices with the novel mechanism of optical OAM generation together with high operation bandwidth.
- Abstract（参考訳）: 1992年に初めて認められた光の軌道角運動量(OAM)を含む物理学の探索は、光と物質の相互作用の理解を深め、新しい応用を開拓するために不可欠である。
回転対称性を持つ系では、OAMが光と物質の間で交換できることが知られている。
このような現象の最も一般的な応用の1つは、光とネマティック液晶ベースの空間光変調器(SLM)とのOAM交換を通じて光学OAMを操作することである。
光学OAMに関する多くの研究において、既にツールとして使われている。
しかし、操作帯域幅は液晶の応答速度100Hzによって制限されており、光OAMの空間分割多重化、量子通信、光学顕微鏡への応用を妨げる。
光OAMを用いた光渦ビームの生成は、ギガヘルツ秩序共鳴による初等励起による非弾性散乱によってこの問題を解決することができるが、まだ研究されていない。
ここでは、位相特異性のないマグノンによるブリルアン光散乱を用いた光渦ビームの生成を実証する。
我々は、光子やマグノンを用いたスピンや軌道を含む全角運動量の保存によって説明できるブリルアン光散乱における散乱規則を観察する。
この研究は、光学頂点とマグノンの間の相互作用の研究の出発点となる。
また、オプティカルOAM生成の新たな機構と高い動作帯域幅でデバイスを開放する。
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