利用具有自旋角动量的光束实现微粒的旋转

从理论上分析了偏振光束与双折射晶体粒子的相互作用过程,讨论了由于光束自旋角动量向晶体粒子的传递所导致的光致旋转效应的原理。研究了粒子的旋转频率随激光功率的变化关系,讨论了粒子自身的性质,如厚度、半径和晶体粒子的光轴取向等因素对粒子光致旋转转动速度与激光功率关系的影响。

自旋角动量转移效应的实验研究

近几年来,自旋角动量转移效应引起了人们越来越多的关注。这种效应会带来所谓的新一代电流驱动磁性存储或逻辑器件,例如运用自旋角动量转移效应进行数据写入的磁随机存储器、磁纳米线跑道存储器以及电流驱动的微波发生器等等。本文简单介绍了近几年国际上在自旋角动量转移效应实验研究方面的一些重要成果。

利用光镊技术演示光的自旋角动量

阐述了光与物体相互作用时自旋角动量的传递与扭力矩原理.基于光镊光致旋转原理,利用能够悬浮单个粒子的光镊技术并采用具有双折射特性的CaCO3晶体粒子,设计了微粒在不同偏振光场中的旋转运动实验内容,研究光与双折射晶体粒子相互作用产生的光致旋转效应,观察和测量由自旋角动量引起粒子的扭转力矩的大小、方向以及旋转速度等力学效应.

柱矢量光束的自旋角动量

给出了柱矢量光束的表达式,分析了在近轴近似条件下柱矢量光束的自旋角动量,证明光束的自旋角动量是光子内在的、固有的性质,与光束的偏振态密切相关。

行星自旋角动量和背景角动量之间的相关性

本文通过引进背景角动量LB,并且根据太阳系中九大行星的自旋角动量LS和相对应背景角动量LB数值的分布特点,得到行星的自旋角动量的对数值lgLS和对应的背景角动量的对数值lgLB,在不包括水星和金星的条件下,具有线性回归特点.在此基础上,得到lgLB和lgLS之间具有线性相关特点的经验公式.本文还对九大行星中的水星和金星的自旋角动量偏离lgLB和lgLS线性关系的原因、在卫星一层次星球的自旋角动量的lgLS和lgLB之间线性回归方程的合理性和为什么体积越大的行星其自转越快都作为初步的探讨,并利用线性相关关系预测了银河系的质量分布规律.

微纳螺旋凹槽结构检测光子自旋角动量

建立螺旋凹槽结构模型,具有不同自旋角动量的光束入射到该结构后激发表面等离激元,螺旋凹槽结构的螺旋性与光子自旋角动量耦合,使得不同自旋偏振光激发的表面等离激元具有不同的强度分布.通过螺旋凹槽激发的表面等离激元的强度分布获得入射光的自旋角动量.利用有限元方法计算了左旋偏振光与右旋偏振光激发的表面等离激元在螺旋凹槽中心的光场强度比,最大消光比达到168,实现对光子的自旋角动量的检测.在数值仿真中,分析了不同入射光波长的消光比,入射光波长在600～740nm范围内消光比高于50,其中入射光波长为670nm时的检测效果最佳;此外,研究螺旋凹槽结构参量对消光比的影响,当凹槽宽度为200nm,凹槽深度为70nm,匝数为2时,消光比最大,螺旋凹槽结构检测光子自旋角动量的能力最强.该研究可为集成光学中光子自旋角动量的检测提供一种新途径.

经典物理中的轨道角动量和自旋角动量

从经典力学中质点系的角动量导出轨道角动量和自旋角动量的概念,并给出如地球运动的自定轴运动刚体的轨道角动量和自旋角动量,以及一般运动刚体的轨道角动量和自旋角动量.

《量子力学》中的自旋角动量

本文论述了自旋概念提出的背景,说明将粒子自旋引入量子力学的根据,求出电子自旋算符和自旋函数的矩阵形式.

超导宇宙弦的自旋角动量上限

本文研究了无限长直自旋超导宇宙弦周围的弱电真空的不稳定性,所发生的W玻色子凝结现象给弦的自旋角动量提供了一个限制:J_(max/)L～5×10^(11)erg·sec/cm。

自旋轨道角动量耦合的超流费米气体

近年来,自旋轨道耦合的原子气体研究取得了许多重要的进展,其中一种新近实现的新类型自旋轨道耦合-自旋轨道角动量耦合由于其独特性质吸引了人们的兴趣。本文以费米气体为例,介绍自旋轨道角动量耦合的实现和特点,以及对单粒子谱特别是对费米超流的重要影响。结合平均场解析方法和数值模拟,分析了自旋轨道角动量耦合诱导的有限角动量配对和由此导致的不同类型的超流涡旋基态,并进一步讨论了相关的进展和未来可能的发展方向。

基于梯度结构波导实现的定向声学自旋角动量密度操控

近年来,人们在结构声场和声学结构表面波中发现了声波横向自旋的现象,其不仅丰富了人们对声波基本性质的理解,也为操控声波提供了新的途径.在本文中,我们设计了平整型、上凸型、下凹型的梯度声学波导,实现对声学表面波的横向自旋分布进行操控.通过理论分析和数值仿真,研究了自旋声源在3种梯度结构中激发的压力场分布以及自旋角动量密度分布,验证了近场声自旋-动量的方向锁定,展示了梯度波导中声表面波的自旋强度分布操控.研究结果可能促进对声学近场物理的对称性理解,以及提供一种操控声学自旋角动量密度的方法,为利用声波操控粒子开辟新的路径.

均匀偏振cosh-Pearcey-Gauss光束的远场坡印廷矢量,自旋与轨道角动量

本文提出了均匀偏振cosh-Pearcey-Gauss光束,其主要由双曲余弦函数(n,Ω)和偏振相关角度(α,δ)所调制。基于矢量角谱法和稳相法,研究了该光束的远场坡印廷矢量、自旋角动量和轨道角动量。研究结果表明:较大的双曲余弦函数值能将远场坡印廷矢量、自旋角动量和轨道角动量分割成多瓣抛物线结构。虽然左旋和右旋椭圆偏振不能影响整个光束结构,但却可通过调节TE和TM项的左半边和右半边的分布权重,进而分辨出光束的远场坡印廷矢量和角动量分布。本文结果对信息存储与偏振成像技术领域有着潜在的应用价值。

利用具有自旋角动量的光束实现微粒的旋转

从理论上分析了偏振光束与双折射晶体粒子的相互作用过程,讨论了由于光束自旋角动量向晶体粒子的传递所导致的光致旋转效应的原理,通过MATLAB仿真分析,研究了粒子的旋转频率随激光功率的变化关系,得出粒子转动频率与激光功率成正比。利用光镊装置,采用波长为632.8 nm的He-Ne激光器,在不同的激光功率下实现对不同半径双折射粒子的旋转,测量了光致旋转的转动频率,最高转速可达5 r/s,并得出了不同粒子的旋转频率随激光功率的变化关系,实验结果和理论分析基本一致。分析了产生误差的原因,其中载波片底面的摩擦影响最大。

自旋与轨道角动量绕_j旋进角速度的计算

借助于自旋———轨道耦合引起的附加能量ΔEls以及碱金属精细结构裂距Δ ν的实验值 ,通过推导和计算 ,给出了单电子原子“快旋进”角速度的表达式 .

横向自旋角动量对纳米粒子光操控特性的影响

光场的横向自旋是近年来发现的一种光场新效应,该效应表明光场不仅具有沿光传播方向的自旋角动量,而且还有垂直于传播方向的横向自旋角动量,这一发现为光学微操控提供了一个新的自由度.本文以聚焦的涡旋拉盖尔-高斯光束作为光源,利用偶极近似模型计算了金纳米粒子在该紧聚焦光场中受到的光力和横向自旋力矩,得出金纳米粒子在该光场中的捕获状态,阐明了横向自旋效应对粒子捕获特性的影响,分析了拓扑电荷数、粒子半径、折射率、吸收率等参数对横向自旋的影响.结果表明,在光束拓扑电荷数为零时,纵向自旋能够完全转化为横向自旋.该研究结果在光操控领域具有重要的理论意义和应用价值.

聚焦场自旋-轨道角动量相互作用的研究进展

光同时具有自旋和轨道角动量属性,它们分别与光的偏振和相位分布相关。在傍轴条件下,光的自旋和轨道角动量在自由空间传输过程中是相互独立且各自守恒的。而在非傍轴条件下,如紧聚焦或者散射光场中,光的自旋与轨道角动量之间会发生相互耦合和转化。其中,紧聚焦场中自旋与轨道角动量的相互作用由于广泛涉及光学捕获、显微和探测等应用领域,近年来受到广泛关注。综述了紧聚焦场中自旋、轨道角动量理论计算方法,自旋-轨道角动量相互作用与入射结构光场的关系以及最新的相关应用研究进展。

两个自旋1/2的角动量的相加

讨论了两个自旋的角动量相加的四种解法 ,并讨论了各种解法的优缺点。

含自旋轨道角动量耦合的耦合簇理论研究Zn_2和Cd_2二聚物的结构和光谱常数（英文）

在二分量相对论有效势和与之匹配的基组aug-cc-pvnz-pp(n=Q,5)的基础上,结合电子相关能的完备基组外推和四阶多项式拟合,我们用含自旋轨道角动量耦合的耦合簇方法研究了Zn2和Cd2的结构和光谱常数.尽管Zn2和Cd2的自旋轨道角动量耦合效应不及Hg2的明显,但还是把自旋轨道角动量耦合放在耦合簇迭代计算中,以获得更加合理的理论结果.通过比较,理论结果与最新发表的实验结果或其他课题组的理论结果吻合得较好,因此我们的理论计算将有助于丰富对Zn2和Cd2光谱性质的认识.

“轨道角动量:从经典光学到量子信息”专辑前言

光子既是经典信息也是量子信息的理想载体。单个光子不仅可以携带自旋角动量,还可以携带轨道角动量。自旋角动量的研究历史比较悠久,早在1909年, Poynting就将宏观上光波的圆偏振态和微观上单个光子的自旋角动量联系起来。但直到1992年,荷兰Leidon大学的Allen等才在理论上确认光子也可以携带另外一种形式的角动量――轨道角动量,它来源于光波的螺旋相位。

圆偏振涡旋光致非轴向自旋和轨道运动研究

为了实现粒子的非轴向旋转操控,对圆偏振涡旋光的光致旋转特性进行了研究。理论上,利用T矩阵理论,计算光场作用于微粒的光力和力矩,分析圆偏振涡旋光场中自旋角动量和轨道角动量的取向对非轴向旋转效应的影响。研究结果表明:当轨道角动量和自旋角动量的方向相同时,粒子除受轨道矩和轴向自旋矩作用外,还受一个可观的横向自旋矩作用,可以诱导粒子同时做轨道和非轴向自旋运动;当轨道角动量和自旋角动量方向相反,则粒子受到的横向自旋矩难以驱动其做非轴向自旋运动。实验上,利用全息光镊系统捕获微米尺度的粒子,观察到粒子做轨道运动时的非轴向自旋现象,对理论研究结果进行了初步验证。