Pusaran Optik Spasial-Temporal dengan Radius dan Lebar Invarian

Abstrak
Pusaran optik spasiotemporal (STOV) yang membawa momentum sudut orbital (OAM) tegak lurus terhadap arah perambatan telah menarik minat yang semakin meningkat karena menyediakan derajat kebebasan optik tambahan. Namun, beberapa masalah kritis menghalangi STOV dalam kemungkinan penerapannya. Masalah-masalah ini meliputi bahwa jari-jari STOV tidak konstan dan terus tumbuh dengan muatan topologi yang meningkat; STOV orde tinggi memiliki banyak lobus samping; bentuk pulsa jauh dari lingkaran sempurna karena dimensi pulsa berbeda secara nyata dalam arah melintang dan membujur. Dalam karya ini, semua masalah ini diatasi dengan mendemonstrasikan STOV sempurna secara teoritis dan eksperimental dengan jari-jari invarian dan tanpa lobus samping. Rekonstruksi 3D mengungkap bentuk cincin tunggal yang sempurna pada bidang spasiotemporal, dan interferometri spektral mengungkap fase spiral spasiotemporal muatan topologi hingga 18. Pekerjaan ini membuka jalan bagi aplikasi STOV di masa mendatang dalam enkripsi dan transmisi data klasik dan kuantum, manipulasi partikel, serta penginderaan dan pengukuran berbasis OAM.