矢量扭曲光束在GRIN光纤中的自旋轨道相互作用

来源：激光技术杂志2025年第5期北京时间：

作者：梁雅茹, 鲁博瑞, 霍楠, 尹晓金, 王静

摘要：为了研究矢量扭曲光束在梯度折射率光纤中的自旋轨道相互作用，采用广义惠更斯-菲涅耳积分和ABCD传输矩阵方法，得到了一类径向偏振扭曲高斯-谢尔模光束在梯度折射率光纤中的交叉光谱密度矩阵元素表达式，详细分析了传输过程中的光强、偏振态、自旋角动量和轨道角动量的空间分布特性。结果表明，光束在传输过程中偏振态分布逐渐改变并产生了自旋角动量，发生了周期性的自旋轨道相互转换，并在焦平面L/2处达到转换极值；通过调控扭曲因子和相干长度可以实现对光束的光斑形状和偏振椭圆进行设计。此研究结果在光纤高容量通信、加密通信等方面展现出广阔的应用潜力与前景。

关键词：物理光学, 矢量光束, 角动量, 径向偏振, 部分相干, 扭曲相位, 梯度折射率光纤, 自旋轨道相互作用