Rad u Nature Communications: Optical vortex ladder via Sisyphus pumping of Pseudospin

Glavni je rezultat rada shema za stvaranje optičkih vrtloga (vorteksa) korištenjem sukcesivnog mapiranja topoloških singulariteta iz impulsnog u realni prostor. Vrtlog u vodi nam je svima poznat iz kupaone: kad otčepimo kadu, tijekom oticanja vode stvara se vrtlog. Takve se vrtložne pojave javljaju u raznim drugim granama fizike. U optici se radi o vrtlogu valne fronte ili singulariteta u fazi.

Tijekom propagacije svjetlosti u fotoničkoj rešetci koja ima oblok pčelinjeg saća (fotonički grafen) dolazi do stvaranja optičkog vrtloga. Taj se proces može interpretirati kao pretvorba pseudospina u orbitalni moment impulsa, ili fundamentalnije kao mapiranje topoloških singulariteta. Ukoliko se precizno pripremi duljina uzorka i optička ekscitacija na početku uzorka (u z=0), tada se na izlazu kompletan pseudospin pretvori u orbitalni moment impulsa. Naglom promjenom rešetke pseudospin se može napumpati do maksimalne vrijednosti bez izmjene orbitalnog momenta impulsa. Sukcesivnim ponavljanjem ovih koraka dobije se uređaj koji djeluje kao ljestve kojima se u svakoj iteraciji orbitalni impuls poveća za jedan dok pseudospin kao Sizifov kamen pada na nulu.

Poveznica: https://rdcu.be/dSStL

Slika prikazuje uređaj koji koristi fotonički grafen za stvaranje optičkih vrtloga pretvaranjem pseudospina u orbitalni moment impulsa kroz niz sukcesivnih koraka.