Vórtices ópticos espaciotemporales con números cuánticos radiales y azimutales controlables

Resumen Los vórtices ópticos espaciotemporales con momento angular orbital (OAM) de fotones transversales se han convertido recientemente en un punto focal de investigación. En este trabajo, investigamos teórica y experimentalmente vórtices ópticos espaciotemporales con números cuánticos radiales y azimutales, conocidos como paquetes de ondas Laguerre-Gaussianos espaciotemporales (STLG). Estos paquetes de ondas 3D exhiben singularidades de fase y dislocaciones en el borde con forma de cilindro, lo que resulta en una topología de múltiples anillos en su perfil espaciotemporal. A diferencia de los vórtices ópticos ST convencionales, los paquetes de ondas STLG con valores no nulos {{{{p}}}} p y {{{{l}}}} l llevan un OAM transversal compuesto que consiste en dos componentes opuestos en dirección. Además, demostramos la conversión de modo entre un paquete de ondas STLG y un paquete de ondas Hermite-Gaussianas ST (STHG) mediante la aplicación de un fuerte astigmatismo espaciotemporal. El paquete de ondas STHG convertido se desacopla en intensidad en el dominio espacio-temporal y puede ser utilizado para implementar el reconocimiento eficiente y preciso de paquetes de ondas STLG ultrarrápidos llevados por varios {{{{p}}}} p y {{{{l}}}} l. Este estudio puede ofrecer nuevas perspectivas sobre la información cuántica de alta dimensión, topología fotónica y óptica no lineal, prometiendo aplicaciones potenciales en otros fenómenos de ondas como acústica y ondas electrónicas.