MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017160196
■00520250211150931
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798383173688
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30990306
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aElder,  Henry  F.▼0(orcid)0000-0001-6628-7081
■24510▼aNonlinear  Propagation  of  Orbital  Angular  Momentum  Light  in  Turbulence  and  Fiber
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Maryland,  College  Park▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a129  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Sprangle,  Phillip.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Maryland,  College  Park,  2024.
■520    ▼aLight  that  carries  orbital  angular  momentum  (OAM),  also  referred  to  as  optical  vortices  or  twisted  light,  is  characterized  by  a  helical  or  twisted  wavefront  ∝exp[imφ].  In  contrast  to  spin  angular  momentum  (SAM),  where  photons  are  limited  to  two  states,  OAM  allows  for,  in  principle,  an  infinite  set  of  spatially  orthogonal  states.  OAM-carrying  light  has  found  applications  ranging  from  quantum  key  distribution  in  free  space  and  guided-wave  communication  systems,  particle  trapping  and  optical  tweezers,  nanoscopy,  and  remote  sensing.  Understanding  how  OAM  light  propagates  through  complex  environments,  and  how  to  efficiently  generate  particular  OAM  states,  is  critical  for  any  such  application.  In  the  first  part  of  this  dissertation,  we  describe  how  OAM  light  propagates  through  a  turbulent  atmosphere.  We  build  analytic  models  which  describe  (1)  the  OAM  mode  mixing  caused  by  turbulence,  (2)  the  evolution  of  short,  high-power  OAM  pulses  undergoing  the  effects  of  self-phase  modulation  (SPM)  and  group  velocity  dispersion  (GVD),  and  (3)  the  evolution  of  high-power  Gaussian  pulses  including  SPM,  GVD,  and  turbulence.  The  models  are  validated  against  both  experimental  data  and  nonlinear,  turbulent  pulse  propagation  simulation  programs,the  latter  of  which  we  have  made  freely  available.  We  also  explore  how  self-focusing  can  minimize  certain  deleterious  effects  of  turbulence  for  OAM  light.The  second  part  of  this  dissertation  considers  nonlinear  effects  of  OAM  light  propagating  in  azimuthally  symmetric  waveguides.  Such  waveguides  have  so-called  spin-orbit  (SO)  modes,  which  are  quantized  based  on  their  total  angular  momentum  (TAM).  We  develop  a  generalized  theory  of  four  wave  mixing-based  parametric  amplification  of  SO  modes  and  show  that  these  processes  conserve  TAM,  but  under  certain  circumstances  can  be  taken  to  conserve  SAM  andOAM  independently.  Our  theory  is  validated  against  a  nonlinear  multimode  beam  propagation  simulation  program  which  we  developed  and,  again,  have  made  freely  available.
■590    ▼aSchool  code:  0117.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aOptics
■650  4▼aTheoretical  physics
■650  4▼aElectrical  engineering
■653    ▼aAngular  momentum
■653    ▼aFour  wave  mixing
■653    ▼aKerr
■653    ▼aNonlinear  optics
■653    ▼aOrbital  angular  momentum
■653    ▼aTurbulence
■690    ▼a0605
■690    ▼a0752
■690    ▼a0544
■690    ▼a0753
■71020▼aUniversity  of  Maryland,  College  Park▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-12B.
■790    ▼a0117
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17160196▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books