論文の概要: Single Plane Spatial Mode Sorter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.14119v1
- Date: Wed, 15 Apr 2026 17:41:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-16 20:38:32.662968
- Title: Single Plane Spatial Mode Sorter
- Title(参考訳): 単平面空間モードセンサ
- Authors: Khen Cohen, Yoav Yosif-Or, Yaron Oz, Ady Arie,
- Abstract要約: 空間モードをソートする単一平面装置の解析的導出と実験的検討を行った。
このソーターは、古典的または量子的光を利用する幅広い用途に必要とされる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.2949520455740091
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A mode sorter separates a set of M orthogonal spatial modes in a shared input channel into M different output channels. Here we present an analytic derivation and experimental validation of a single plane device for sorting spatial modes from a diverse variety of mode families, including Hermite-Gaussian (HG), Laguerre-Gaussian (LG), Bessel-Gaussian (BG), with almost no cross-talk. This sorting capability is required for a wide range of applications that employ classical or quantum light. We also show that applying this design in order to sort a set of Orbital Angular Momentum (OAM) modes with zero radial index reproduces the well-known Fork grating configuration. Furthermore, by taking the limit of M -> inf, we present an analytical expression for sorting all the modes of a given family. By operating this device in reverse, it can be used to generate arbitrary modes, by illuminating it with a Gaussian beam. The power transmission coefficient for this sorter goes as 1/M and we provide a mathematical proof that this is optimal for any typical arrangement of the detector positions. We further study the sorter sensitivity to wavelength and random phase noise.
- Abstract(参考訳): モードソータは、共有入力チャネル内のM直交空間モードの集合をM異なる出力チャネルに分離する。
本稿では,Hermite-Gaussian (HG), Laguerre-Gaussian (LG), Bessel-Gaussian (BG) など多種多様なモード群から空間モードをソートするための単一平面デバイスの解析的導出と実験的検討を行った。
このソート機能は、古典的または量子的光を利用する広範囲のアプリケーションに必要である。
また、この設計を適用して軌道角運動モード(OAM)をゼロ半径インデックスでソートすると、よく知られたフォークグレーティング構成が再現されることを示す。
さらに、M > inf の極限を取ることで、ある族の全モードをソートする解析式を提示する。
この装置を逆向きに操作することで、ガウスビームで照明することで任意のモードを生成することができる。
このソーターの電力伝達係数は1/Mであり、検出器位置の典型的な配置に最適であることを示す数学的証明を提供する。
さらに、波長およびランダム位相雑音に対するソータ感度について検討する。
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