Orbitální moment hybnosti světla

Název anglicky / Title English: Orbital Angular Momentum of Light
Osnova / Outline:

Jako každý fyzikální systém může i světelná vlna přenášet orbitální moment hybnosti (OAM). Tento koncept existuje odděleně od vnitřního (spinového) momentu hybnosti světla – polarizace – a stejná vlna může nést oba druhy momentu hybnosti. Obě veličiny jsou stejně kvantovány Planckovou konstantou na jeden foton, avšak zatímco vlastní hodnoty polarizace jsou pouze ±ħ, OAM může v principu nabývat libovolně velké kladné či záporné hodnoty.

Cílem práce je seznámit se s OAM v paraxiální optice s případným přesahem do elektronové optiky. Řešitel porozumí metodám vzniku, manipulace a měření OAM a jeho využití pro praktické aplikace. Předpokládaný rozsah práce: 1) paraxiální aproximace optiky v monochromatickém režimu a její formální ekvivalence s kvantovou mechanikou, 2) skalární a vektorová Laguerre–Gaussovská řešení, 3) OAM a optické víry, 4) optické prvky pro experimentální práci s OAM, 5) aplikace OAM pro měření, mikromanipulaci a přenos kvantové informace.

Literatura / reference:

[1] A.M. Yao, M.J. Padgett, “Orbital Angular Momentum: Origins, Behavior and Applications”, Advances in Optics and Photonics 3, 161 (2011)

[2] M.J. Padgett, R. Bowman, “Tweezers with a Twist”, Nature Photonics 5, 343–348 (2011)

[3] S.M. Barnett, M. Babiker, M.J. Padgett (eds.), “Optical orbital angular momentum” (Theme issue), Philosophical Transactions of the Royal Society A 375 (2017)

[4] J. Wang et al., “Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing”, Nature Photonics 6, 488–496 (2012)

Jméno vedoucího / Supervisor name: Ing. Václav Potoček, Ph.D.
Pracoviště vedoucího / Supervisor office: KF FJFI
Email vedoucího / Supervisor email: vaclav.potocek@fjfi.cvut.cz
Datum zadání / Date of creation: 14.6.2017
Jazyk / Language:
  • Česky / Czech
  • Anglicky / English
Výzkumná skupina: Kvantová informace a komunikace