Kvante kropsscanner? Hvad sker der, når vektorhvirvelstråler møder spredningsmedier

Når en vektorhvirvelstråle, som bærer snoet lys med orbital vinkelmomentum, interagerer med et spredningsmedium, kan der opstå forskellige interessante fænomener. Her er hvad der sker:

Fasesingularitet: Vektorhvirvelstråler har en fasesingularitet i deres centrum, hvor lysets bølgefront snoer sig om sig selv. Når en sådan stråle passerer gennem et spredningsmedium, kan fasesingulariteten fungere som et brændpunkt for spredt lys. Dette kan resultere i dannelsen af ​​en lys plet eller en mørk plet i strålens centrum, afhængigt af mediets spredningsegenskaber.

Spin-afhængig spredning: Det orbitale vinkelmoment af en vektorhvirvelstråle kan interagere med spindet af partikler i spredningsmediet. Dette kan føre til spin-afhængig spredning, hvor lys med forskellige orbitale vinkelmomentkomponenter spredes forskelligt. Denne spin-afhængige interaktion kan bruges til at sondere spin-egenskaberne af spredningspartiklerne.

Dobbeltbrydning: Vektorhvirvelstråler kan udvise dobbeltbrydning, hvilket betyder, at de deler sig i to stråler med forskellige polariseringer, når de passerer gennem bestemte materialer. Den dobbeltbrydning, der opleves af en vektorhvirvelstråle, afhænger af dens orbitale vinkelmoment og materialets egenskaber. Denne dobbeltbrydning kan bruges til at studere materialers optiske egenskaber og til at skabe nye optiske enheder.

Sprede strålemønstre: Spredningen af ​​en vektorhvirvelstråle af et spredningsmedium kan producere forskellige mønstre i det spredte lys. Disse mønstre afhænger af strålens orbitale vinkelmomentum, mediets spredningsegenskaber og spredningsprocessens geometri. At studere disse spredte strålemønstre kan give information om spredningsmediets struktur og dynamik.

Samlet set giver interaktionen af ​​vektorhvirvelstråler med spredningsmedier anledning til en række fascinerende fænomener, der har anvendelser inden for forskellige områder såsom mikroskopi, optisk fangst og sansning.