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利用Belinfante动量来获取波导内光的偏振态

DOI：10.1038/s41598-019-51028-9 期刊：Scientific Reports 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 当前的高速光通信系统采用硅光子学等平台的光子电路。在这些系统中，由于偏振模色散和光子电路构建?？椴姆窍咝韵窒蟮纫蛩?，光的偏振态会发生漂移。随着这些构建?？榈母丛有?、数量和种类不断增加，对原位偏振测定策略的需求也日益增长。我们在此展示，贝林凡特动量向波导倏逝场中粒子的转移，与该波导内光偏振态存在一种非平凡的依赖关系。令人惊讶的是，我们发现横向力的最大值和最小值并非由对应于庞加莱球北极和南极的圆偏振光产生。相反，由于散射光的TE和TM分量之间存在相位差，这些最大值会沿该球的大圆发生偏移。这一效应能够明确重建波导内光的局部偏振态。重要的是，该技术仅需与场的倏逝尾场相互作用，从而提供了一种对光子芯片内偏振进行探测的微创方法。
作者： Vincent Ginis，Lulu Liu，Alan She，Federico Capasso
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究波导倏逝场中Belinfante动量传递对光子极化状态的依赖性，并开发一种微创方法来探测光子芯片内部的极化状态。

研究成果

研究表明，倏逝场中作用于米氏粒子的横向力以一种非平凡的方式依赖于这些粒子的共振动力学特性，从而能够反推出波导内部光的偏振态。该方法提供了一种局部、微创的探测光子芯片内偏振状态的方式，在光通信系统中具有潜在应用价值。

研究不足

该研究未包含用于将探测粒子定位在表面附近的捕获光束的影响，这可能会影响探测粒子的动力学特性。此外，还忽略了粒子与波导表面之间的多次反射效应，这些效应可能对倏逝场光学力产生二阶贡献。

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