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

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

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

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

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

2009

2008

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

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

2007

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]

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

2006

2003

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, 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]

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.

Appl. Phys. Lett.

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

J. Opt. Soc. Am. A

New J. Phys.

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

Opt. Express

Opt. Lasers Eng.

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

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

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]

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

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]

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