《表1 圆偏振光入射到“光扇”结构靶上产生谐波的轨道角动量》

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《中国科学院上海光学精密机械研究所超强激光驱动等离子体结构靶研究取得进展》

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其次，相关课题组还研究了圆偏振的相对论涡旋光正入射到“光扇”结构靶的情形。他们发现，入射的涡旋光通过结构靶后，会叠加一定的拓扑荷后出射，叠加的拓扑荷数与高斯光在该结构靶产生的涡旋光的拓扑荷数相等。也就是说，“光扇”结构靶自身有一个固有的拓扑荷，这个拓扑荷所对应的轨道角动量能转移到入射光上。更重要的是，线偏振光、左旋和右旋圆偏振光分别入射结构靶的时候，反射光的谐波电磁场也具有涡旋状，而且各自的拓扑荷都不一样（如表1）。据此，他们推断在这种情况下，圆偏振光带有的自旋角动量转变成轨道角动量，并首次提出，通过谐波产生过程来实现光的自旋到轨道角动量转移的机制。相比同样能实现转移的光学元件，如q板、半导体微腔、超颖表面材料等，这种机制可以转移任意值的角动量，具有可调谐、可操纵等优点。可调谐的涡旋谐波在超强超短涡旋阿秒光学、光学操控、量子信息等方面有潜在的应用。相关研究成果发表在[arXiv 1812.10255（2018）]上。