利用高对称点衍射光栅生成时空光涡旋

《Physical Review A》：Generating spatiotemporal optical vortices using diffraction gratings operating at high-symmetry points

　　时空光涡旋（STOV）脉冲是局域化电磁波包，在包含传播方向的平面上具有相位奇点。此类脉冲具有横向轨道角动量，其方向垂直于该平面。在此，我们建立了关于在高对称点工作的共振光栅产生 STOV 的一般理论。通过研究联系光栅入射和散射衍射通道的散射矩阵的性质，我们证明，当两个特定通道在高对称点上彼此解耦且与其他所有通道解耦时，会出现完全对称的 STOV。所发展的理论既解释了为何先前提出的几种光栅几何结构中会出现对称 STOV，又能使人设计用于 STOV 生成的新几何结构。特别是，我们设计了一种光栅，用于在利特罗装置中产生半引导 STOV，并设计了一种光栅，可同时产生一对位于正负一级衍射级的自由空间 STOV。基于傅里叶模态法提出的严格模拟结果与所发展的理论完全吻合。