Polarization singularities and orbital angular momentum sidebands from rotational symmetry broken by the Pockels effect.
Polarization singularities and orbital angular momentum sidebands from rotational symmetry broken by the Pockels effect.
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普克尔斯效应破坏的旋转对称性产生的偏振奇点和轨道角动量边带
DOI：
10.1038/srep04865
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发表时间：
2014-05-02
影响因子：
4.6
通讯作者：
Chen L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lu X;Wu Z;Zhang W;Chen L
角动量守恒定律自然地与所涉及系统的旋转对称性联系在一起。在这里，我们从理论上证明了如何打破单轴晶体的旋转对称性，通过电光普克尔斯效应。通过基于渐近展开的数值方法，我们发现了嵌入出射光中的线和L面的偏振奇异性的三维结构。我们可视化了偏振奇点在经历Pockels效应时的可控动力学演化，其行为就像原核细胞的二分裂，即，C点的分裂和L线的分裂与细胞核的分裂和细胞质的分裂类似。我们揭示了伴随产生的轨道角动量边带的偏振奇异动力学的连接。出乎意料的是，虽然光的总角动量不守恒，但C点的总拓扑指数是守恒的。
The law of angular momentum conservation is naturally linked to the rotational symmetry of the involved system. Here we demonstrate theoretically how to break the rotational symmetry of a uniaxial crystal via the electro-optic Pockels effect. By numerical method based on asymptotic expansion, we discover the 3D structure of polarization singularities in terms ofClines andLsurfaces embedded in the emerging light. We visualize the controllable dynamics evolution of polarization singularities when undergoing the Pockels effect, which behaves just like the binary fission of a prokaryotic cell, i.e., the splitting ofCpoints and fission ofLlines are animated in analogy with the cleavage of nucleus and division of cytoplasm. We reveal the connection of polarization singularity dynamics with the accompanying generation of orbital angular momentum sidebands. It is unexpected that although the total angular momentum of light is not conserved, the total topological index ofCpoints is conserved.
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