北京理工大学研究人员研发操纵装置 实现精确控制光子角动量

北京理工大学的研究人员开发出一种光子TAM操纵器，可有效利用光子角动量，为数据传输、加密和量子信号处理开辟了新途径。新技术实现了角动量模式的高效识别和实时控制。

旋转物体携带角动量，这一特性也延伸到最微小的粒子，如光子。光子拥有两种不同形式的角动量：自旋角动量（SAM）和轨道角动量（OAM）。自旋角动量在两个特征值之间舞动，代表左右圆极化，而轨道角动量则有无限个特征值，对应于螺旋阶段。当SAM与OAM结合在一起时，我们就见证了"总角动量"（TAM）的出现，这是一个光子工具箱，应用领域广泛，涵盖激光雷达、激光处理、光通信、光计算、量子信息等。

正如OAM为该领域带来的革命性变化一样，TAM模式的高效识别和实时控制也为TAM的突破性应用提供了关键。然而，现有的识别光子TAM状态的方法有其局限性，包括动态范围受限、识别精度低以及无法即时调整滤波。这些制约因素限制了TAM的开发和应用进展。从光子束中提取所需的TAM模式至今仍是一个未解之谜。