Abstract

We explore the peculiar interference behaviors of the vector fields in the Young’s two-slit configuration. The interference patterns have a chessboard structure in the middle region and depend on the topological charge and the initial phase of the input vector field. The results have potential applications such as characterizing the topological properties of the arbitrary vector fields.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. P. Ghai, P. Senthilkumaran, and R. S. Sirohi, Opt. Lasers Eng. 47, 123 (2009).
    [CrossRef]
  2. H. I. Sztul and R. R. Alfano, Opt. Lett. 31, 999 (2006).
    [CrossRef]
  3. C. S. Guo, S. J. Yue, and G. X. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).
    [CrossRef]
  4. G. C. G. Berkhout and M. W. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).
    [CrossRef]
  5. J. M. Hickmann, E. J. S. Fonseca, W. C. Soares, and S. Chávez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).
    [CrossRef]
  6. Q. Zhan, Adv. Opt. Photon. 1, 1 (2009).
    [CrossRef]
  7. C. Maurer, A. Jesacher, S. Furhapter, S. Bernet, and M. Ritsch-Marte, New J. Phys. 9, 78 (2007).
    [CrossRef]
  8. X. L. Wang, J. P. Ding, W. J. Ni, C. S. Guo, and H. T. Wang, Opt. Lett. 32, 3549 (2007).
    [CrossRef]
  9. R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
    [CrossRef]
  10. S. Sato and Y. Kozawa, J. Opt. Soc. Am. A 26, 142 (2009).
    [CrossRef]
  11. S. Sato and Y. Kozawa, Opt. Lett. 34, 3166 (2009).
    [CrossRef]
  12. A. A. Ishaaya, L. T. Vuong, T. D. Grow, and A. L. Gaeta, Opt. Lett. 33, 13 (2008).
    [CrossRef]
  13. C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
    [CrossRef]
  14. J. T. Barreiro, T. C. Wei, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. Lett. 105, 030407 (2010).
    [CrossRef]
  15. W. Chen and Q. Zhan, Opt. Lett. 34, 722 (2009).
    [CrossRef]
  16. Y. Q. Zhao, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, D. McGloin, and D. T. Chiu, Phys. Rev. Lett. 99, 073901 (2007).
    [CrossRef]
  17. X. L. Wang, J. Chen, Y. N. Li, J. P. Ding, C. S. Guo, and H. T. Wang, Phys. Rev. Lett. 105, 253602 (2010).
    [CrossRef]
  18. F. Lu, W. Zheng, and Z. Huang, Opt. Lett. 34, 1870(2009).
    [CrossRef]
  19. X. L. Wang, Y. N. Li, J. Chen, C. S. Guo, J. P. Ding, and H. T. Wang, Opt. Express 18, 10786 (2010).
    [CrossRef]
  20. G. Milione, H. I. Sztul, D. A. Nolan, and R. R. Alfano, Phys. Rev. Lett. 107, 053601 (2011).
    [CrossRef]

2011 (2)

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

G. Milione, H. I. Sztul, D. A. Nolan, and R. R. Alfano, Phys. Rev. Lett. 107, 053601 (2011).
[CrossRef]

2010 (4)

X. L. Wang, J. Chen, Y. N. Li, J. P. Ding, C. S. Guo, and H. T. Wang, Phys. Rev. Lett. 105, 253602 (2010).
[CrossRef]

J. T. Barreiro, T. C. Wei, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. Lett. 105, 030407 (2010).
[CrossRef]

J. M. Hickmann, E. J. S. Fonseca, W. C. Soares, and S. Chávez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).
[CrossRef]

X. L. Wang, Y. N. Li, J. Chen, C. S. Guo, J. P. Ding, and H. T. Wang, Opt. Express 18, 10786 (2010).
[CrossRef]

2009 (7)

2008 (2)

G. C. G. Berkhout and M. W. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).
[CrossRef]

A. A. Ishaaya, L. T. Vuong, T. D. Grow, and A. L. Gaeta, Opt. Lett. 33, 13 (2008).
[CrossRef]

2007 (3)

Y. Q. Zhao, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, D. McGloin, and D. T. Chiu, Phys. Rev. Lett. 99, 073901 (2007).
[CrossRef]

C. Maurer, A. Jesacher, S. Furhapter, S. Bernet, and M. Ritsch-Marte, New J. Phys. 9, 78 (2007).
[CrossRef]

X. L. Wang, J. P. Ding, W. J. Ni, C. S. Guo, and H. T. Wang, Opt. Lett. 32, 3549 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2003 (1)

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef]

Aiello, A.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Alfano, R. R.

G. Milione, H. I. Sztul, D. A. Nolan, and R. R. Alfano, Phys. Rev. Lett. 107, 053601 (2011).
[CrossRef]

H. I. Sztul and R. R. Alfano, Opt. Lett. 31, 999 (2006).
[CrossRef]

Andersen, U. L.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Banzer, P.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Barreiro, J. T.

J. T. Barreiro, T. C. Wei, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. Lett. 105, 030407 (2010).
[CrossRef]

Beijersbergen, M. W.

G. C. G. Berkhout and M. W. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).
[CrossRef]

Berkhout, G. C. G.

G. C. G. Berkhout and M. W. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).
[CrossRef]

Bernet, S.

C. Maurer, A. Jesacher, S. Furhapter, S. Bernet, and M. Ritsch-Marte, New J. Phys. 9, 78 (2007).
[CrossRef]

Chávez-Cerda, S.

J. M. Hickmann, E. J. S. Fonseca, W. C. Soares, and S. Chávez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).
[CrossRef]

Chen, J.

X. L. Wang, J. Chen, Y. N. Li, J. P. Ding, C. S. Guo, and H. T. Wang, Phys. Rev. Lett. 105, 253602 (2010).
[CrossRef]

X. L. Wang, Y. N. Li, J. Chen, C. S. Guo, J. P. Ding, and H. T. Wang, Opt. Express 18, 10786 (2010).
[CrossRef]

Chen, W.

Chiu, D. T.

Y. Q. Zhao, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, D. McGloin, and D. T. Chiu, Phys. Rev. Lett. 99, 073901 (2007).
[CrossRef]

Ding, J. P.

Dorn, R.

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef]

Edgar, J. S.

Y. Q. Zhao, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, D. McGloin, and D. T. Chiu, Phys. Rev. Lett. 99, 073901 (2007).
[CrossRef]

Elser, D.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Euser, T. G.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Fonseca, E. J. S.

J. M. Hickmann, E. J. S. Fonseca, W. C. Soares, and S. Chávez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).
[CrossRef]

Förtsch, M.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Furhapter, S.

C. Maurer, A. Jesacher, S. Furhapter, S. Bernet, and M. Ritsch-Marte, New J. Phys. 9, 78 (2007).
[CrossRef]

Gabriel, C.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Gaeta, A. L.

Ghai, D. P.

D. P. Ghai, P. Senthilkumaran, and R. S. Sirohi, Opt. Lasers Eng. 47, 123 (2009).
[CrossRef]

Grow, T. D.

Guo, C. S.

X. L. Wang, Y. N. Li, J. Chen, C. S. Guo, J. P. Ding, and H. T. Wang, Opt. Express 18, 10786 (2010).
[CrossRef]

X. L. Wang, J. Chen, Y. N. Li, J. P. Ding, C. S. Guo, and H. T. Wang, Phys. Rev. Lett. 105, 253602 (2010).
[CrossRef]

C. S. Guo, S. J. Yue, and G. X. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).
[CrossRef]

X. L. Wang, J. P. Ding, W. J. Ni, C. S. Guo, and H. T. Wang, Opt. Lett. 32, 3549 (2007).
[CrossRef]

Hickmann, J. M.

J. M. Hickmann, E. J. S. Fonseca, W. C. Soares, and S. Chávez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).
[CrossRef]

Huang, Z.

Ishaaya, A. A.

Jeffries, G. D. M.

Y. Q. Zhao, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, D. McGloin, and D. T. Chiu, Phys. Rev. Lett. 99, 073901 (2007).
[CrossRef]

Jesacher, A.

C. Maurer, A. Jesacher, S. Furhapter, S. Bernet, and M. Ritsch-Marte, New J. Phys. 9, 78 (2007).
[CrossRef]

Joly, N. Y.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Kozawa, Y.

Kwiat, P. G.

J. T. Barreiro, T. C. Wei, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. Lett. 105, 030407 (2010).
[CrossRef]

Leuchs, G.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef]

Li, Y. N.

X. L. Wang, J. Chen, Y. N. Li, J. P. Ding, C. S. Guo, and H. T. Wang, Phys. Rev. Lett. 105, 253602 (2010).
[CrossRef]

X. L. Wang, Y. N. Li, J. Chen, C. S. Guo, J. P. Ding, and H. T. Wang, Opt. Express 18, 10786 (2010).
[CrossRef]

Lu, F.

Marquardt, Ch.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Maurer, C.

C. Maurer, A. Jesacher, S. Furhapter, S. Bernet, and M. Ritsch-Marte, New J. Phys. 9, 78 (2007).
[CrossRef]

McGloin, D.

Y. Q. Zhao, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, D. McGloin, and D. T. Chiu, Phys. Rev. Lett. 99, 073901 (2007).
[CrossRef]

Milione, G.

G. Milione, H. I. Sztul, D. A. Nolan, and R. R. Alfano, Phys. Rev. Lett. 107, 053601 (2011).
[CrossRef]

Ni, W. J.

Nolan, D. A.

G. Milione, H. I. Sztul, D. A. Nolan, and R. R. Alfano, Phys. Rev. Lett. 107, 053601 (2011).
[CrossRef]

Quabis, S.

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef]

Ritsch-Marte, M.

C. Maurer, A. Jesacher, S. Furhapter, S. Bernet, and M. Ritsch-Marte, New J. Phys. 9, 78 (2007).
[CrossRef]

Russell, P. St. J.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Sato, S.

Senthilkumaran, P.

D. P. Ghai, P. Senthilkumaran, and R. S. Sirohi, Opt. Lasers Eng. 47, 123 (2009).
[CrossRef]

Sirohi, R. S.

D. P. Ghai, P. Senthilkumaran, and R. S. Sirohi, Opt. Lasers Eng. 47, 123 (2009).
[CrossRef]

Soares, W. C.

J. M. Hickmann, E. J. S. Fonseca, W. C. Soares, and S. Chávez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).
[CrossRef]

Sztul, H. I.

G. Milione, H. I. Sztul, D. A. Nolan, and R. R. Alfano, Phys. Rev. Lett. 107, 053601 (2011).
[CrossRef]

H. I. Sztul and R. R. Alfano, Opt. Lett. 31, 999 (2006).
[CrossRef]

Vuong, L. T.

Wang, H. T.

Wang, X. L.

Wei, G. X.

C. S. Guo, S. J. Yue, and G. X. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).
[CrossRef]

Wei, T. C.

J. T. Barreiro, T. C. Wei, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. Lett. 105, 030407 (2010).
[CrossRef]

Yue, S. J.

C. S. Guo, S. J. Yue, and G. X. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).
[CrossRef]

Zhan, Q.

Zhao, Y. Q.

Y. Q. Zhao, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, D. McGloin, and D. T. Chiu, Phys. Rev. Lett. 99, 073901 (2007).
[CrossRef]

Zheng, W.

Zhong, W.

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

Adv. Opt. Photon. (1)

Appl. Phys. Lett. (1)

C. S. Guo, S. J. Yue, and G. X. Wei, Appl. Phys. Lett. 94, 231104 (2009).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

New J. Phys. (1)

C. Maurer, A. Jesacher, S. Furhapter, S. Bernet, and M. Ritsch-Marte, New J. Phys. 9, 78 (2007).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lasers Eng. (1)

D. P. Ghai, P. Senthilkumaran, and R. S. Sirohi, Opt. Lasers Eng. 47, 123 (2009).
[CrossRef]

Opt. Lett. (6)

Phys. Rev. Lett. (8)

G. C. G. Berkhout and M. W. Beijersbergen, Phys. Rev. Lett. 101, 100801 (2008).
[CrossRef]

J. M. Hickmann, E. J. S. Fonseca, W. C. Soares, and S. Chávez-Cerda, Phys. Rev. Lett. 105, 053904 (2010).
[CrossRef]

R. Dorn, S. Quabis, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 91, 233901 (2003).
[CrossRef]

C. Gabriel, A. Aiello, W. Zhong, T. G. Euser, N. Y. Joly, P. Banzer, M. Förtsch, D. Elser, U. L. Andersen, Ch. Marquardt, P. St. J. Russell, and G. Leuchs, Phys. Rev. Lett. 106, 060502 (2011).
[CrossRef]

J. T. Barreiro, T. C. Wei, and P. G. Kwiat, Phys. Rev. Lett. 105, 030407 (2010).
[CrossRef]

Y. Q. Zhao, J. S. Edgar, G. D. M. Jeffries, D. McGloin, and D. T. Chiu, Phys. Rev. Lett. 99, 073901 (2007).
[CrossRef]

X. L. Wang, J. Chen, Y. N. Li, J. P. Ding, C. S. Guo, and H. T. Wang, Phys. Rev. Lett. 105, 253602 (2010).
[CrossRef]

G. Milione, H. I. Sztul, D. A. Nolan, and R. R. Alfano, Phys. Rev. Lett. 107, 053601 (2011).
[CrossRef]

Cited By

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

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Patterns of the Young’s two-slit interference of the =1 vector fields with φ0=0, π/4, π/2 and 3π/4. The left column gives the SoP distributions of the corresponding input vector fields.

Fig. 2.
Fig. 2.

Patterns of the Young’s two-slit interference of the vector field with (=2, φ0=0). The left column shows the SoP distributions of the input vector fields.

Fig. 3.
Fig. 3.

Patterns of the Young’s two-slit interference of the vector field with (=3, φ0=0). The left column shows the SoP distributions of the input vector fields.

Equations (6)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

E(x,y)=Ex^(x,y)x^+Ey^(x,y)y^,
Ex^A(B)(y)=cos[φA(B)+φ0],
Ey^A(B)(y)=sin[φA(B)+φ0],
Ix^(x,y)1+cos(2φB)cos(2φ0)+[cos(2φB)+cos(2φ0)]cosϕ,
Iy^(x,y)1cos(2φB)cos(2φ0)+[cos(2φB)cos(2φ0)]cosϕ,
I(x,y)=Ix^(x,y)+Iy^(x,y)1+cos(2φB)cosϕ.

Metrics