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利用拉盖尔-高斯光束实现原子定位
摘要： 利用拉盖尔-高斯光束进行原子-光相互作用可使光谱线宽变窄。我们利用这一特性，在双Λ原子系统中实现了同时具备超高精度与空间分辨率的原子定位；在多光子共振条件下，定位分辨率显著提升，使原子可被定位于小于λ/100×λ/100的区域内。最显著的是，当吸收或放大特定频率光子时，原子出现在特定位置的概率始终为100%。这些特性主要源于空间依赖性原子-光相互作用中拉盖尔-高斯光束的径向相关性。
关键词： 拉盖尔-高斯光束、探针吸收、二维原子定位
更新于2025-09-23 15:23:52
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拉盖尔-高斯光束与双组分玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用中的非傍轴效应调控
摘要： 我们提出了自旋-轨道耦合聚焦拉盖尔-高斯光束与由87Rb双超精细态组成的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体在谐振势阱中的微观相互作用理论。研究表明，拉曼拉比频率在组分间耦合上的分布可识别相分离耦合强度。当原子数分别为10^5和10^6时，在以5.5纳米为单位的约1.25和0.64的特定组分间耦合值下，观测到涡旋光束非傍轴特性导致的边带跃迁显著增强。通过增大光束聚焦角度可提高这些耦合强度的估算精度。我们讨论了验证超冷原子中该非傍轴效应的实验方案。
关键词： 拉盖尔-高斯光束、玻色-爱因斯坦凝聚态、非傍轴效应
更新于2025-09-23 15:22:29
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直接激光加速过程中电子轨道角动量的增益
摘要： 三维"粒子模拟"研究表明，在受具有非零轨道角动量（OAM）的线偏振拉盖尔-高斯光束辐照的等离子体中可产生准静态磁场。低强度极限下的电子动力学微扰分析及详细数值模拟均预测存在激光向电子的轨道角动量转移现象。由于有质动力与激光诱导径向振荡共同作用引发的相位失谐过程，等离子体电子获得角速度。类似于高斯激光束通过轴向动量传递实现"直接激光加速"的机制，拉盖尔-高斯光束通过相位失谐过程将部分轨道角动量转移给电子。
关键词： 轨道角动量、电子动力学、磁场产生、拉盖尔-高斯光束、等离子体
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于轨道角动量的自由空间光通信在指向误差下的性能
摘要： 由于接收器未对准，当拉盖尔-高斯光束应用于大气激光通信时，螺旋频谱会出现扩展。本文研究了接收器未对准情况下拉盖尔-高斯光束的螺旋频谱展宽问题。通过数学推导和仿真，研究了对准误差影响下拉盖尔-高斯螺旋频谱的解析表达式。结果表明，原始轨道角动量（OAM）态的检测概率随横向位移距离和倾斜角度而变化。为验证多OAM通信系统中未对准的影响，研究了各信道的误码率和信道容量。
关键词： 轨道角动量、拉盖尔-高斯光束、指向误差、自由空间光通信、螺旋谱
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）——拉盖尔-高斯光束的锥形折射：从拉曼斑到"反拉曼"环形分布
摘要： 锥形折射（CR）是指光沿双轴晶体光轴传播时产生的现象。此时，一束窄光束会在晶体出射面后形成中空的双壁圆柱状光柱。尽管经过近两个世纪的研究，CR的实际应用进展缓慢，主要原因是切割双轴晶体所需的精度难以实现。然而，近期多项研究报道了CR在实现超高效率CR激光器、具有CR输出的激光器、CR光束光学捕获、量子计算/密码学及超分辨显微镜等领域的新兴应用（参见文献[1]及其参考文献）。其中最新颖有趣的CR现象与涡旋输入光束的应用相关——这类光束能彻底改变传统CR图样[2]并催生诸多新应用。就此而言，研究最简单的拉盖尔-高斯涡旋光束（LG?0，其中?为表征涡旋电荷的指标）的CR效应极具价值：这类光束已展现出CR的特殊新特性，例如在劳埃德平面形成多环图像[2]。本文基于双锥模型[3]探讨LG光束的CR效应，该模型能直观呈现非零阶LG输入光束中拉曼斑点向"反拉曼"环形分布的转变过程。根据双锥模型，拉曼斑点由向光轴汇聚的锥形光束形成。由此可预期，在光锥"顶点"下游将形成环形分布。但对于LG00（即高斯光束）输入，光锥"顶点"后的发散会被衍射发散补偿，从而形成如图1a-c所示的拉曼"焦点"形态。非零阶LG模式光锥顶角增大会使拉曼焦点转变为光锥"顶点"下游的"反拉曼"环形分布（见图1d-f）。此外，双锥模型优雅解释了经典双环CR图样（图1a）向多环图样（图1d）的转变——该现象早前已在?>0的LG光束中被报道[2]。这种转变的本质在于：高阶LG光束锥度增大与其光束腰径增加的相互作用，二者共同导致更宽的干涉图样及更多凝聚条纹。
关键词： 拉曼光斑、拉盖尔-高斯光束、双锥模型、锥形折射、反拉曼甜甜圈分布
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于超强激光脉冲聚焦和模式转换的等离子体体积全息图
摘要： 在等离子体体积内，用宽频激光参考光束与相当通用的聚焦物光束相互作用可生成动态等离子体全息图。两束光均可采用中等强度。该体全息图可通过超强主光束（结构与参考光束相似）读取，从而产生物光束复制品。后者在焦点处的强度可能达到极高值。作为应用实例，三维数值模拟证明：采用聚焦高斯激光脉冲读取时，焦点处强度可达10^19 W/cm2量级。除聚焦功能外，该全息图还能作为高强度激光脉冲的模式转换器。若采用聚焦拉盖尔-高斯物光束生成等离子体全息图，则会形成交错等离子体密度光栅，从而产生高强度涡旋光束复制品。
关键词： 超强激光脉冲、拉盖尔-高斯光束、等离子体体积全息图、聚焦、模式转换
更新于2025-09-11 14:15:04
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考虑泵浦损耗时非均匀等离子体中涡旋太赫兹辐射产生的混合机制
摘要： 本文提出了一种基于泵浦损耗的螺旋太赫兹辐射产生方法的改进方案。通过引入向上的等离子体密度梯度，对该合理改进方案进行了验证以提升效果。研究表明输出太赫兹能量存在饱和现象，这归因于激光泵浦的发散特性。通过选取合适的激光与等离子体参数，该饱和效应得到增强。可调的密度梯度斜率是调节太赫兹产生效率的关键参数，其取值受上下限约束。为实现太赫兹辐射的共振激发，需适当选择波纹波数以满足相位匹配条件。此外，当等离子体频率升高并接近拍频时，太赫兹产生效率随之提升。采用多种激光与等离子体参数组合后，当前方案实现了约5×10?3量级的转换效率。
关键词： 拉盖尔-高斯光束、等离子体密度斜坡、泵浦损耗、太赫兹辐射产生、交叉聚焦
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于四象限探测器的高精度拉盖尔-高斯光束位置测量方法
摘要： 本文提出了一种提高四象限探测器（QD）上拉盖尔-高斯光束位置测量精度的新方法。首先考虑了探测器直径和间隙尺寸的误差影响，将位置误差补偿因子引入传统公式；随后为减少参数数量，提出了有效半径的概念，从而通过最小二乘法最佳拟合得到新的解析表达式。仿真验证表明：当光束半径为0.95毫米时，该方法可使最大误差降低97.4%；同时不同半径下的均方根误差均小于0.004毫米。结果表明该新方法能有效提升QD对不同半径光束的测量精度，在光束位置测量的工程实践中具有良好的应用前景。
关键词： 象限探测器、检测、拉盖尔-高斯光束、有效半径、位置测量方法、最小二乘法
更新于2025-09-10 09:29:36
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等离子体光子晶体对扭曲光束的整形
摘要： 本文基于角谱展开和4×4矩阵方法，研究利用定制磁化等离子体光子晶体（PPC）对拉盖尔-高斯（LG）光束进行强调制与重塑。数值模拟表明，通过调控外磁场和等离子体数密度可完美控制反射与透射光束形貌。此外，为揭示磁化PPC双折射在扭转光束（TB）成形中的关键作用，分析了LG光束垂直入射与斜入射情形。我们认为这些成果为利用PPC结构调制参考TB形貌以实现新型光学囚禁开辟了道路，同时该研究通过TB形貌分析为等离子体系统诊断提供了新思路。
关键词： 等离子体光子晶体、光学陷阱、拉盖尔-高斯光束、等离子体诊断、扭转光束
更新于2025-09-10 09:29:36
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[OSA CLEO：科学与创新 - 美国加利福尼亚州圣何塞（2015年）] CLEO 2015 - 轨道角动量光束距离仿真实验演示
摘要： 我们设计并实验演示了一种用于在实验室环境中长距离传播轨道角动量光束的自由空间距离模拟器。通过测量传播光束的光斑半径和曲率半径来评估系统性能。
关键词： OAM光束、轨道角动量、自由空间模拟器、拉盖尔-高斯光束
更新于2025-09-09 09:28:46