論文の概要: Optical Vortices: Revolutionizing the field of linear and nonlinear optics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.27200v1
• Date: Fri, 31 Oct 2025 05:49:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-03 17:52:15.996814
• Title: Optical Vortices: Revolutionizing the field of linear and nonlinear optics
• Title（参考訳）: 光渦:線形および非線形光学の分野を革新する
• Authors: Bikash K. Das, Marcelo F. Ciappina,
• Abstract要約: 光軌道角運動量(OAM)が埋め込まれた光電場は、光の場に革命をもたらした。 渦ビームは、高容量データ伝送、励起発光劣化顕微鏡、位相コントラストイメージング、光ツイーザーにおける粒子トラップといった領域に応用範囲を広げる可能性がある。
• 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: Light is the fundamental medium through which we perceive the world around us. In the modern era, light can not only be used in its raw form but can also be used as a versatile tool. Generally, light fields carry energy and momentum (both linear and angular). Due to the transfer of linear momentum from light to matter, the radiation pressure is exerted, whereas, the intrinsic spin angular momentum (SAM) is associated with the polarization states of light. Light fields embedded with optical orbital angular momentum (OAM) -- also known as optical vortices or phase singular beams -- have truly revolutionized the field of optics and extended our basic understanding of the light-matter interaction process across various scales. Optical vortices -- spatially characterized by the presence of twisted phase fronts and a central intensity null -- have found a myriad of applications starting from microparticle trapping and manipulation to microscopy, optical communication, and quantum information science, among others. Here, we revisit some of the fundamental concepts on optical vortices and discuss extensively on how this new dimension of light i.e., the OAM, has been exploited in both linear and nonlinear optical regimes. We discuss the different types of vortex beams, the techniques used to generate and detect their OAM, and their propagation. Particularly, we put a special emphasis on the utilization of vortex beams in nonlinear regimes to explain different optical phenomena such as the second harmonic generation, parametric down-conversion, and high-order harmonic generation. The generation of vortex beams in the UV to XUV regimes, encoded with higher OAM values, could potentially extend their application range to areas such as high-capacity data transmission, stimulated emission depletion microscopy, phase-contrast imaging, and particle trapping in optical tweezers, among others.
• Abstract（参考訳）: 光は私たちの周りの世界を知覚する基本的な媒体です。 現代では、光は原形だけでなく、多用途の道具としても用いられる。 一般に、光場はエネルギーと運動量(線形と角の両方)を運ぶ。 光から物質への線形運動量移動により、放射圧が作用する一方、内在的なスピン角運動量(SAM)は光の偏光状態と関連している。 光軌道角運動量(OAM)が埋め込まれた光場(光渦や位相特異ビームとも呼ばれる)は、光の場を真に革命させ、様々なスケールで光と光の相互作用プロセスの基本的な理解を広げた。 光渦は、ツイストフェーズフロントと中心強度ヌルの存在によって空間的に特徴付けられるが、マイクロ粒子トラップや操作から顕微鏡、光通信、量子情報科学に至るまで、無数の応用が発見されている。 ここでは、光渦の基本概念のいくつかを再検討し、この新しい次元の光、すなわちOAMがどのように線形および非線形光学系に利用されてきたかについて広範囲に議論する。 我々は,様々な種類の渦ビーム,それらのOAMの生成・検出技術,伝播について論じる。 特に,非線形状態における渦ビームの利用に着目し,第2高調波発生,パラメトリックダウンコンバージョン,高次高調波発生などの異なる光学現象を説明する。 高いOAM値でエンコードされたUV-XUV系における渦ビームの生成は、その応用範囲を、高容量データ伝送、励起エミッション劣化顕微鏡、位相コントラストイメージング、光ツイーザにおける粒子トラップなどの領域にまで広げる可能性がある。

関連論文リスト

• Observation of optical vortex generation via magnon-induced Brillouin light scattering [0.0]
  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。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-06T03:57:24Z)
• All-optical modulation with single-photons using electron avalanche [66.27103948750306]
  シリコン中の電子雪崩による全光変調を実証する。 我々のアプローチは、ギガヘルツ速度と、さらに高速な光スイッチングの可能性を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-18T20:14:15Z)
• Optical vortex harmonic generation facilitated by photonic spin-orbit entanglement [0.20999222360659608]
  非線形光周波数変換の最初の実験例を報告する。 第3高調波における光渦は、等方性媒質における禁断過程とみなされてきた。 我々の研究は、スピン軌道結合サブ波長導波路の新たな可能性を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-05T16:01:59Z)
• Shaping Single Photons through Multimode Optical Fibers using Mechanical Perturbations [55.41644538483948]
  単一の光子の形状と絡み合った光子対間の空間的相関を制御するための全ファイバーアプローチを示す。 これらの摂動を最適化し、単一光子の空間分布や光子対の空間相関を1箇所に局在させる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-04T07:33:39Z)
• Quantum vortices of strongly interacting photons [52.131490211964014]
  渦は非線形物理学における非自明なダイナミクスの目印である。 量子非線形光学媒体における強い光子-光子相互作用による量子渦の実現について報告する。 3つの光子に対して、渦線と中心渦輪の形成は真の3光子相互作用を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-12T18:11:04Z)
• High harmonic generation driven by quantum light [0.0]
  ハイ・ハーモニック・ジェネレーション(英: High harmonic generation、HHG)は、光駆動物質の強いパルスが駆動周波数の高ハーモニックを放出する極端な非線形過程である。 本研究では, プレートやカットオフなどのHGのスペクトル特性が, 駆動光の光子統計に敏感であることを示す。 我々は、励起光によって駆動される極端非線形光学の理論を発展させ、より一般的には光の任意の量子状態によって駆動される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-06T17:44:30Z)
• Optical manipulation of matter waves [0.0]
  物質波は光学場との非弾性相互作用により光学的に操作可能であることを示す。 結果は、顕微鏡、分光、光-原子相互作用に関連する新しい基本的な現象の探索のための強力なツールとして、物質波の光学的操作を支援する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-14T16:39:54Z)
• Topologically Protecting Squeezed Light on a Photonic Chip [58.71663911863411]
  集積フォトニクスは、導波路内部に厳密に光を閉じ込めることで非線形性を高めるエレガントな方法を提供する。 シリカチップに励起光を発生させることができる自発4波混合のトポロジカルに保護された非線形過程を実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-14T13:39:46Z)
• Hyperentanglement in structured quantum light [50.591267188664666]
  光の自由度が1つ以上の高次元量子系の絡み合いは、情報容量を増大させ、新しい量子プロトコルを可能にする。 本稿では、時間周波数およびベクトル渦構造モードで符号化された高次元・耐雑音性ハイパーエンタングル状態の関数的情報源を示す。 我々は2光子干渉と量子状態トモグラフィーによって特徴付けるテレコム波長で高い絡み合った光子対を生成し、ほぼ均一な振動と忠実さを達成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-02T18:00:04Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。