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光子轨道角动量调控实验成果发表在《Physical Review Letters》

 最近,物理系陈理想副教授课题组在光子轨道角动量的调控研究方面取得重要进展,他们提出了一种新颖而高效的轨道角动量分离技术,相关实验成果以“Mimicking Faraday Rotation to Sort the Orbital Angular Momentum of Light”为题414在线发表于国际物理学顶级期刊《Physical Review Letters (http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.153601)

 

光子不仅具有自旋角动量(与光波的圆偏振态相关),还可携带轨道角动量(与光波的螺旋相位相关)。而轨道角动量的重要意义在于实现一个高维的Hilbert空间,从而实现高维量子信息的编码。因此,轨道角动量目前已成为国际上量子光学和量子信息等领域的一个研究热点。陈理想副教授课题组基于改进的马赫泽德干涉仪,通过巧妙模仿法拉第旋光现象,实现了轨道角动量向偏振态的耦合效应,从而在单光子水平条件下,成功分离了携带不同轨道角动量的光子,并在国际上首次成功分离了光学分数涡旋态。他们的研究成果可应用于高速光通信系统中轨道角动量的复用和解复用技术,从而显著提高当前光网络的通信容量。另外,该技术与量子通讯协议结合,有望用于未来量子网络中实现高维量子信息的高效传输、编码及解码。

 

 

 

论文第一作者是物理系2012级硕士生张武虹同学,曾获得2013年国家研究生奖学金。该工作得到了国家自然科学基金,教育部“新世纪优秀人才支持计划”以及厦门大学“中央高校基本科研业务费”等项目的资助。