مطالعه انتقال تکانه زاویه ای مداری به باریکه لیزر در عبور از محیط های شفاف تک محور

مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد که نمونه شیشه های سودا-لایم تبادل یون شده با یون نقره تحت برهم کنش با لیزر پرشدت یون آرگون به باریکه لیزر کاوش تکانه زاویه ای مداری با بار توپولوژیک ? انتقال می دهند. برای انتقال تکانه زاویه ای مداری دو روش وجود دارد: استفاده از یک بلور تک محور اپتیکی که (الف) محور اپتیکی در جهت انتشار باشد, (ب) محور اپتیکی عمود بر راستای انتشار باریکه باشد و به صورت موضعی همواره نسبت به محور باریکه امتداد شعاعی داشته باشد. عوامل گرمایی ناشی از تابش باریکه ی پرشدت یون آرگون سبب بوجود آمدن استرس و تنش های مختلف در شیشه می شود. اختلاف ضریب انبساط نقره و شیشه و نیز تغییر ساختار شیشه عامل این تنش ها است. ما توضیح روش (الف) را با حل معادله موج در تقریب پیرامحوری مرور می کنیم. در این حل نشان داده می شود جفت شدگی تکانه زاویه ای ذاتی و مداری, تکانه زاویه ای مداری با بار توپولوژیکی ? به باریکه لیزر کاوش انتقال می دهد که با نتایج آزمایشگاهی کاملا سازگار است. در روش (ب) نمونه به صورت موضعی مجموعه ای از تیغه های نیم موج در نظر گرفته می شود که محور آن عمود به راستای انتشار است و در راستای شعاعی نسبت به محور باریکه تنظیم شده است. دوران موضعی محور اپتیکی باعث تأخیر در مولفه ی قطبش می شود. این سبب انتقال تکانه زاویه ای مداری با بار توپولوژیکی دلخواه به باریکه خروجی از تیغه می شود. البته هندسه مسأله ما به این روش تنها اجازه ی تولید بار توپولوژیکی ? را می دهد.