Abstract

We propose an efficient method for characterizing the orbital angular momentum (OAM) of an optical vortex with a large topological charge (TC) through distinguishing the interference pattern of the non-uniformly-distributed multi-pinholes using fewer pinholes. This method overcomes the limit on large TC detection by multi-point interferometer and can be used to probe optical vortices with arbitrary sizes. In addition, it also has potential application in measuring light beam with OAM from astronomical sources.

© 2012 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
  2. N. Heckenberg, R. McDuff, C. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, 951 (1992).
  3. M. Beijersbergen, L. Allen, H. Van der Veen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).
  4. N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, and A. G. White, Opt. Lett. 17, 221 (1992).
  5. M. Beijersbergen, R. Coerwinkel, M. Kristensen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 112, 321 (1994).
  6. A. Bahabad and A. Arie, Opt. Express 15, 17619 (2007).
  7. D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).
  8. A. O'neil, I. MacVicar, L. Allen, and M. Padgett, Phys. Rev. Lett. 88, 53601 (2002).
  9. G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Nat. Phys. 3, 305 (2007).
  10. A. Vaziri, J.-W. Pan, T. Jennewein, G. Weihs, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 91, 227902 (2003).
  11. G. Molina-Terriza, A. Vaziri, J. Rehacek, Z. Hradil, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 92, 167903 (2004).
  12. H. Martin, Astrophys. J. 597, 1266 (2003).
  13. J. Leach, S. Keen, M. J. Padgett, C. Saunter, and G. D. Love, Opt. Express 14, 11919 (2006).
  14. J. Leach, M. J. Padgett, S. M. Barnett, S. Franke-Arnold, and J. Courtial, Phys. Rev. Lett. 88, 257901 (2002).
  15. H. I. Sztul and R. R. Alfano, Opt. Lett. 31, 999 (2006).
  16. M. Harris, C. Hill, and J. Vaughan, Opt. Commun. 106, 161 (1994).
  17. A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).
  18. V. Kotlyar, V. Soifer, and S. Khonina, J. Mod. Opt. 44, 1409 (1997).
  19. G. Berkhout and M. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).
  20. C. Guo, S. Yue, and G. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).
  21. C. Guo, L. L. Lu, and H. T. Wang, Opt. Lett. 34, 23 (2009).
  22. J. M. Hichmann, E. J. S. Forseca, W. C. Soares, and S. Chavez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).
  23. Q. S. Ferreira, A. J. Jesus-Silva, E. J. S. Fonseca, and J. M. Hickmann, Opt. Lett. 36, 3106 (2011).
  24. F. Tamburini, B. Thide, G. Molina-Terriza, and G. Anzolin, Nat. Phys. 7, 195 (2011).
  25. G. Anzolin, F. Tamburini, A. Bianchini, G. Umbriaco, and C. Barbieri, Astron. Astrophys. 488, 1159 (2008).

2011 (2)

F. Tamburini, B. Thide, G. Molina-Terriza, and G. Anzolin, Nat. Phys. 7, 195 (2011).

Q. S. Ferreira, A. J. Jesus-Silva, E. J. S. Fonseca, and J. M. Hickmann, Opt. Lett. 36, 3106 (2011).

2010 (1)

J. M. Hichmann, E. J. S. Forseca, W. C. Soares, and S. Chavez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).

2009 (2)

C. Guo, S. Yue, and G. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).

C. Guo, L. L. Lu, and H. T. Wang, Opt. Lett. 34, 23 (2009).

2008 (2)

G. Berkhout and M. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).

G. Anzolin, F. Tamburini, A. Bianchini, G. Umbriaco, and C. Barbieri, Astron. Astrophys. 488, 1159 (2008).

2007 (2)

A. Bahabad and A. Arie, Opt. Express 15, 17619 (2007).

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Nat. Phys. 3, 305 (2007).

2006 (2)

2004 (1)

G. Molina-Terriza, A. Vaziri, J. Rehacek, Z. Hradil, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 92, 167903 (2004).

2003 (3)

H. Martin, Astrophys. J. 597, 1266 (2003).

A. Vaziri, J.-W. Pan, T. Jennewein, G. Weihs, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 91, 227902 (2003).

D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).

2002 (2)

A. O'neil, I. MacVicar, L. Allen, and M. Padgett, Phys. Rev. Lett. 88, 53601 (2002).

J. Leach, M. J. Padgett, S. M. Barnett, S. Franke-Arnold, and J. Courtial, Phys. Rev. Lett. 88, 257901 (2002).

2001 (1)

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).

1997 (1)

V. Kotlyar, V. Soifer, and S. Khonina, J. Mod. Opt. 44, 1409 (1997).

1994 (2)

M. Beijersbergen, R. Coerwinkel, M. Kristensen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 112, 321 (1994).

M. Harris, C. Hill, and J. Vaughan, Opt. Commun. 106, 161 (1994).

1993 (1)

M. Beijersbergen, L. Allen, H. Van der Veen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).

1992 (3)

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).

N. Heckenberg, R. McDuff, C. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, 951 (1992).

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, and A. G. White, Opt. Lett. 17, 221 (1992).

Alfano, R. R.

Allen, L.

A. O'neil, I. MacVicar, L. Allen, and M. Padgett, Phys. Rev. Lett. 88, 53601 (2002).

M. Beijersbergen, L. Allen, H. Van der Veen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).

Anzolin, G.

F. Tamburini, B. Thide, G. Molina-Terriza, and G. Anzolin, Nat. Phys. 7, 195 (2011).

G. Anzolin, F. Tamburini, A. Bianchini, G. Umbriaco, and C. Barbieri, Astron. Astrophys. 488, 1159 (2008).

Arie, A.

Bahabad, A.

Barbieri, C.

G. Anzolin, F. Tamburini, A. Bianchini, G. Umbriaco, and C. Barbieri, Astron. Astrophys. 488, 1159 (2008).

Barnett, S. M.

J. Leach, M. J. Padgett, S. M. Barnett, S. Franke-Arnold, and J. Courtial, Phys. Rev. Lett. 88, 257901 (2002).

Beijersbergen, M.

G. Berkhout and M. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).

M. Beijersbergen, R. Coerwinkel, M. Kristensen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 112, 321 (1994).

M. Beijersbergen, L. Allen, H. Van der Veen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).

Beijersbergen, M. W.

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).

Berkhout, G.

G. Berkhout and M. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).

Bianchini, A.

G. Anzolin, F. Tamburini, A. Bianchini, G. Umbriaco, and C. Barbieri, Astron. Astrophys. 488, 1159 (2008).

Chavez-Cerda, S.

J. M. Hichmann, E. J. S. Forseca, W. C. Soares, and S. Chavez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).

Coerwinkel, R.

M. Beijersbergen, R. Coerwinkel, M. Kristensen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 112, 321 (1994).

Courtial, J.

J. Leach, M. J. Padgett, S. M. Barnett, S. Franke-Arnold, and J. Courtial, Phys. Rev. Lett. 88, 257901 (2002).

Ferreira, Q. S.

Fonseca, E. J. S.

Forseca, E. J. S.

J. M. Hichmann, E. J. S. Forseca, W. C. Soares, and S. Chavez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).

Franke-Arnold, S.

J. Leach, M. J. Padgett, S. M. Barnett, S. Franke-Arnold, and J. Courtial, Phys. Rev. Lett. 88, 257901 (2002).

Grier, D. G.

D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).

Guo, C.

C. Guo, L. L. Lu, and H. T. Wang, Opt. Lett. 34, 23 (2009).

C. Guo, S. Yue, and G. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).

Harris, M.

M. Harris, C. Hill, and J. Vaughan, Opt. Commun. 106, 161 (1994).

Heckenberg, N.

N. Heckenberg, R. McDuff, C. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, 951 (1992).

Heckenberg, N. R.

Hichmann, J. M.

J. M. Hichmann, E. J. S. Forseca, W. C. Soares, and S. Chavez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).

Hickmann, J. M.

Hill, C.

M. Harris, C. Hill, and J. Vaughan, Opt. Commun. 106, 161 (1994).

Hradil, Z.

G. Molina-Terriza, A. Vaziri, J. Rehacek, Z. Hradil, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 92, 167903 (2004).

Jennewein, T.

A. Vaziri, J.-W. Pan, T. Jennewein, G. Weihs, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 91, 227902 (2003).

Jesus-Silva, A. J.

Keen, S.

Khonina, S.

V. Kotlyar, V. Soifer, and S. Khonina, J. Mod. Opt. 44, 1409 (1997).

Kotlyar, V.

V. Kotlyar, V. Soifer, and S. Khonina, J. Mod. Opt. 44, 1409 (1997).

Kristensen, M.

M. Beijersbergen, R. Coerwinkel, M. Kristensen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 112, 321 (1994).

Leach, J.

J. Leach, S. Keen, M. J. Padgett, C. Saunter, and G. D. Love, Opt. Express 14, 11919 (2006).

J. Leach, M. J. Padgett, S. M. Barnett, S. Franke-Arnold, and J. Courtial, Phys. Rev. Lett. 88, 257901 (2002).

Love, G. D.

Lu, L. L.

C. Guo, L. L. Lu, and H. T. Wang, Opt. Lett. 34, 23 (2009).

MacVicar, I.

A. O'neil, I. MacVicar, L. Allen, and M. Padgett, Phys. Rev. Lett. 88, 53601 (2002).

Mair, A.

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).

Martin, H.

H. Martin, Astrophys. J. 597, 1266 (2003).

McDuff, R.

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, and A. G. White, Opt. Lett. 17, 221 (1992).

N. Heckenberg, R. McDuff, C. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, 951 (1992).

Molina-Terriza, G.

F. Tamburini, B. Thide, G. Molina-Terriza, and G. Anzolin, Nat. Phys. 7, 195 (2011).

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Nat. Phys. 3, 305 (2007).

G. Molina-Terriza, A. Vaziri, J. Rehacek, Z. Hradil, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 92, 167903 (2004).

O'neil, A.

A. O'neil, I. MacVicar, L. Allen, and M. Padgett, Phys. Rev. Lett. 88, 53601 (2002).

Padgett, M.

A. O'neil, I. MacVicar, L. Allen, and M. Padgett, Phys. Rev. Lett. 88, 53601 (2002).

Padgett, M. J.

J. Leach, S. Keen, M. J. Padgett, C. Saunter, and G. D. Love, Opt. Express 14, 11919 (2006).

J. Leach, M. J. Padgett, S. M. Barnett, S. Franke-Arnold, and J. Courtial, Phys. Rev. Lett. 88, 257901 (2002).

Pan, J.-W.

A. Vaziri, J.-W. Pan, T. Jennewein, G. Weihs, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 91, 227902 (2003).

Rehacek, J.

G. Molina-Terriza, A. Vaziri, J. Rehacek, Z. Hradil, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 92, 167903 (2004).

Rubinsztein-Dunlop, H.

N. Heckenberg, R. McDuff, C. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, 951 (1992).

Saunter, C.

Smith, C.

N. Heckenberg, R. McDuff, C. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, 951 (1992).

Smith, C. P.

Soares, W. C.

J. M. Hichmann, E. J. S. Forseca, W. C. Soares, and S. Chavez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).

Soifer, V.

V. Kotlyar, V. Soifer, and S. Khonina, J. Mod. Opt. 44, 1409 (1997).

Spreeuw, R. J. C.

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).

Sztul, H. I.

Tamburini, F.

F. Tamburini, B. Thide, G. Molina-Terriza, and G. Anzolin, Nat. Phys. 7, 195 (2011).

G. Anzolin, F. Tamburini, A. Bianchini, G. Umbriaco, and C. Barbieri, Astron. Astrophys. 488, 1159 (2008).

Thide, B.

F. Tamburini, B. Thide, G. Molina-Terriza, and G. Anzolin, Nat. Phys. 7, 195 (2011).

Torner, L.

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Nat. Phys. 3, 305 (2007).

Torres, J. P.

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Nat. Phys. 3, 305 (2007).

Umbriaco, G.

G. Anzolin, F. Tamburini, A. Bianchini, G. Umbriaco, and C. Barbieri, Astron. Astrophys. 488, 1159 (2008).

Vaughan, J.

M. Harris, C. Hill, and J. Vaughan, Opt. Commun. 106, 161 (1994).

Vaziri, A.

G. Molina-Terriza, A. Vaziri, J. Rehacek, Z. Hradil, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 92, 167903 (2004).

A. Vaziri, J.-W. Pan, T. Jennewein, G. Weihs, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 91, 227902 (2003).

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).

Veen, H. Van der

M. Beijersbergen, L. Allen, H. Van der Veen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).

Wang, H. T.

C. Guo, L. L. Lu, and H. T. Wang, Opt. Lett. 34, 23 (2009).

Wegener, M.

N. Heckenberg, R. McDuff, C. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, 951 (1992).

Wei, G.

C. Guo, S. Yue, and G. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).

Weihs, G.

A. Vaziri, J.-W. Pan, T. Jennewein, G. Weihs, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 91, 227902 (2003).

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).

White, A. G.

Woerdman, J.

M. Beijersbergen, R. Coerwinkel, M. Kristensen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 112, 321 (1994).

M. Beijersbergen, L. Allen, H. Van der Veen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).

Woerdman, J. P.

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).

Yue, S.

C. Guo, S. Yue, and G. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).

Zeilinger, A.

G. Molina-Terriza, A. Vaziri, J. Rehacek, Z. Hradil, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 92, 167903 (2004).

A. Vaziri, J.-W. Pan, T. Jennewein, G. Weihs, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 91, 227902 (2003).

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).

Appl. Phys. Lett. (1)

C. Guo, S. Yue, and G. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).

Astron. Astrophys. (1)

G. Anzolin, F. Tamburini, A. Bianchini, G. Umbriaco, and C. Barbieri, Astron. Astrophys. 488, 1159 (2008).

Astrophys. J. (1)

H. Martin, Astrophys. J. 597, 1266 (2003).

J. Mod. Opt. (1)

V. Kotlyar, V. Soifer, and S. Khonina, J. Mod. Opt. 44, 1409 (1997).

Nat. Phys. (2)

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Nat. Phys. 3, 305 (2007).

F. Tamburini, B. Thide, G. Molina-Terriza, and G. Anzolin, Nat. Phys. 7, 195 (2011).

Nature (2)

D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).

Opt. Commun. (3)

M. Beijersbergen, L. Allen, H. Van der Veen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).

M. Beijersbergen, R. Coerwinkel, M. Kristensen, and J. Woerdman, Opt. Commun. 112, 321 (1994).

M. Harris, C. Hill, and J. Vaughan, Opt. Commun. 106, 161 (1994).

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (4)

Opt. Quantum Electron. (1)

N. Heckenberg, R. McDuff, C. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, 951 (1992).

Phys. Rev. A (1)

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).

Phys. Rev. Lett. (6)

A. O'neil, I. MacVicar, L. Allen, and M. Padgett, Phys. Rev. Lett. 88, 53601 (2002).

A. Vaziri, J.-W. Pan, T. Jennewein, G. Weihs, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 91, 227902 (2003).

G. Molina-Terriza, A. Vaziri, J. Rehacek, Z. Hradil, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 92, 167903 (2004).

J. M. Hichmann, E. J. S. Forseca, W. C. Soares, and S. Chavez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).

J. Leach, M. J. Padgett, S. M. Barnett, S. Franke-Arnold, and J. Courtial, Phys. Rev. Lett. 88, 257901 (2002).

G. Berkhout and M. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.