論文の概要: High-OAM Deep Ultraviolet Twisted Light Generation for RF-Photoinjector Applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.08442v3
- Date: Thu, 11 Dec 2025 08:45:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-12 14:11:15.201033
- Title: High-OAM Deep Ultraviolet Twisted Light Generation for RF-Photoinjector Applications
- Title（参考訳）: RF光インジェクタ用高OAM深紫外ツイスト光源
- Authors: A. S. Dyatlov, D. M. Dolgintsev, V. V. Gerasimov, V. V. Kobets, V. P. Nazmov, M. A. Nozdrin, A. N. Sergeev, D. S. Shokin, K. E. Yunenko, D. V. Karlovets,
- Abstract要約: 3種類の回折光学素子を用いた高軌道角運動量(OAM)の紫外(波長266nm)ツイスト光の発生とその特性について報告する。
全ての元素は電子RF光インジェクタの駆動レーザービームラインに統合され、加速器関連条件下での直接評価が可能となった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report on the generation and characterization of ultraviolet (wavelength 266 nm) twisted light with high orbital angular momentum (OAM) using three types of fabricated diffractive optical elements (DOEs): a reflective fork grating, a high-charge spiral phase plate (SPP), and binary axicons. All elements were integrated into a drive-laser beamline of an electron RF-photoinjector, enabling direct evaluation under accelerator-relevant conditions. The SPP produced a high-purity Laguerre-Gaussian mode with OAM l = 64 and a measured conversion efficiency of approximately 80%. Binary axicons generated quasi-Bessel twisted light with topological charges up to m = 10, exhibiting low divergence and stable multi-lobe ring structures. The fork grating reliably produced lower-order modes, l = 2-8, with good agreement between simulations and cylindrical-lens diagnostics. These results constitute, to our knowledge, the first comprehensive experimental demonstration of deep-UV high-OAM beams generated with fabricated DOEs and validated through mode-conversion measurements. The demonstrated techniques are compatible with high-power UV laser systems used in RF-photoinjectors and offer a practical route toward structured photocathode illumination and the generation of relativistic vortex electrons at a particle accelerator facility.
- Abstract（参考訳）: 反射型フォークグレーティング,高電荷スパイラル位相プレート (SPP) , 二軸軸の3種類の回折光学素子 (DOE) を用いた高軌道角運動量 (OAM) の紫外(波長266nm) ツイスト光の発生と特性について報告する。
全ての元素は電子RF光インジェクタの駆動レーザービームラインに統合され、加速器関連条件下での直接評価が可能となった。
SPPは、OAM l = 64の高純度ラゲール・ガウスモードと、約80%の変換効率を発生させた。
二元軸は、m = 10までの位相電荷を持つ準ベッセルツイスト光を発生させ、低い発散と安定なマルチローブ環構造を示す。
フォークグレーティングは, シミュレーションと筒状レンズの診断によく一致した低次モード (l = 2-8) を確実に生成した。
これらの結果は、我々の知る限り、製造されたDOEを用いて発生し、モード変換測定により検証された深紫外高OAMビームの総合的な実験実験である。
これらの技術は、RF光インジェクタで使用される高出力紫外レーザーシステムと互換性があり、構造されたフォトカソード照明への実用的な経路と、粒子加速器施設における相対論的渦電子の生成を提供する。
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