Abstract

We propose and demonstrate a method for generating broadband terahertz (THz) vortex beams. We convert a THz radially polarized beam into a THz vortex beam via achromatic polarization optical elements for THz waves and characterize the topological charge of the generated vortex beam by measuring the spatial distribution of the phase of the THz wave at its focal plane. For example, a uniform topological charge of +1 is achieved over a wide frequency range. We also demonstrate that the sign of the topological charge can be easily controlled. By utilizing the orbital angular momentum of the beam, these results open new THz wave technologies for sensing, manipulation, and telecommunication.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. M. Yao and M. J. Padgett, Adv. Opt. Photon. 3, 161 (2011).
    [CrossRef]
  2. L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
    [CrossRef]
  3. N. B. Simpson, D. McGloin, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, J. Mod. Opt. 45, 1943 (1998).
    [CrossRef]
  4. P. Jia, Y. Yang, C. J. Min, H. Fang, and X.-C. Yuan, Opt. Lett. 38, 558 (2013).
    [CrossRef]
  5. K. Toyoda, K. Miyamoto, N. Aoki, R. Morita, and T. Omatsu, Nano Lett. 12, 3645 (2012).
    [CrossRef]
  6. K. I. Willig, S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, and S. W. Hell, Nature 440, 935 (2006).
    [CrossRef]
  7. R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
    [CrossRef]
  8. G. Gibson, J. Courtial, M. J. Padgett, M. Vasnetsov, V. Pas’ko, S. M. Barnett, and S. Franke-Arnold, Opt. Express 12, 5448 (2004).
    [CrossRef]
  9. D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
    [CrossRef]
  10. T. Kampfrath, K. Tanaka, and K. A. Nelson, Nat. Photonics 7, 680 (2013).
    [CrossRef]
  11. K. Yamane, Y. Toda, and R. Morita, Opt. Express 20, 18986 (2012).
    [CrossRef]
  12. Y. Tokizane, K. Oka, and R. Morita, Opt. Express 17, 14517 (2009).
    [CrossRef]
  13. N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. J. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, S951 (1992).
    [CrossRef]
  14. M. W. Beijersbergen, L. Allen, H. E. L. O. van der Veen, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).
    [CrossRef]
  15. G. A. Turnbull, D. A. Robertson, G. M. Smith, L. Allen, and M. J. Padgett, Opt. Commun. 127, 183 (1996).
    [CrossRef]
  16. J. He, X. Wang, D. Hu, J. Ye, S. Feng, Q. Kan, and Y. Zhang, Opt. Express 21, 20230 (2013).
    [CrossRef]
  17. R. Imai, N. Kanda, T. Higuchi, Z. Zheng, K. Konishi, and M. Kuwata-Gonokami, Opt. Express 20, 21896 (2012).
    [CrossRef]
  18. Z. Zheng, N. Kanda, K. Konishi, and M. Kuwata-Gonokami, Opt. Express 21, 10642 (2013).
    [CrossRef]
  19. T. Higuchi, N. Kanda, H. Tamaru, and M. Kuwata-Gonokami, Phys. Rev. Lett. 106, 047401 (2011).
    [CrossRef]
  20. Y. Hirota, R. Hattori, M. Tani, and M. Hangyo, Opt. Express 14, 4486 (2006).
    [CrossRef]

2013 (4)

2012 (4)

R. Imai, N. Kanda, T. Higuchi, Z. Zheng, K. Konishi, and M. Kuwata-Gonokami, Opt. Express 20, 21896 (2012).
[CrossRef]

K. Yamane, Y. Toda, and R. Morita, Opt. Express 20, 18986 (2012).
[CrossRef]

K. Toyoda, K. Miyamoto, N. Aoki, R. Morita, and T. Omatsu, Nano Lett. 12, 3645 (2012).
[CrossRef]

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[CrossRef]

2011 (2)

A. M. Yao and M. J. Padgett, Adv. Opt. Photon. 3, 161 (2011).
[CrossRef]

T. Higuchi, N. Kanda, H. Tamaru, and M. Kuwata-Gonokami, Phys. Rev. Lett. 106, 047401 (2011).
[CrossRef]

2010 (1)

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

2006 (2)

K. I. Willig, S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, and S. W. Hell, Nature 440, 935 (2006).
[CrossRef]

Y. Hirota, R. Hattori, M. Tani, and M. Hangyo, Opt. Express 14, 4486 (2006).
[CrossRef]

2004 (1)

1998 (1)

N. B. Simpson, D. McGloin, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, J. Mod. Opt. 45, 1943 (1998).
[CrossRef]

1996 (1)

G. A. Turnbull, D. A. Robertson, G. M. Smith, L. Allen, and M. J. Padgett, Opt. Commun. 127, 183 (1996).
[CrossRef]

1993 (1)

M. W. Beijersbergen, L. Allen, H. E. L. O. van der Veen, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).
[CrossRef]

1992 (2)

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. J. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, S951 (1992).
[CrossRef]

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

Allen, L.

N. B. Simpson, D. McGloin, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, J. Mod. Opt. 45, 1943 (1998).
[CrossRef]

G. A. Turnbull, D. A. Robertson, G. M. Smith, L. Allen, and M. J. Padgett, Opt. Commun. 127, 183 (1996).
[CrossRef]

M. W. Beijersbergen, L. Allen, H. E. L. O. van der Veen, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).
[CrossRef]

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

Aoki, N.

K. Toyoda, K. Miyamoto, N. Aoki, R. Morita, and T. Omatsu, Nano Lett. 12, 3645 (2012).
[CrossRef]

Barnett, S. M.

Baudisch, M.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Beijersbergen, M. W.

M. W. Beijersbergen, L. Allen, H. E. L. O. van der Veen, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).
[CrossRef]

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

Bloch, J.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Courtial, J.

Dholakia, K.

N. B. Simpson, D. McGloin, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, J. Mod. Opt. 45, 1943 (1998).
[CrossRef]

Fang, H.

Feng, S.

Fickler, R.

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[CrossRef]

Franke-Arnold, S.

Gibson, G.

Hangyo, M.

Hattori, R.

He, J.

Heckenberg, N. R.

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. J. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, S951 (1992).
[CrossRef]

Hell, S. W.

K. I. Willig, S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, and S. W. Hell, Nature 440, 935 (2006).
[CrossRef]

Higuchi, T.

R. Imai, N. Kanda, T. Higuchi, Z. Zheng, K. Konishi, and M. Kuwata-Gonokami, Opt. Express 20, 21896 (2012).
[CrossRef]

T. Higuchi, N. Kanda, H. Tamaru, and M. Kuwata-Gonokami, Phys. Rev. Lett. 106, 047401 (2011).
[CrossRef]

Hirota, Y.

Hu, D.

Imai, R.

Jahn, R.

K. I. Willig, S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, and S. W. Hell, Nature 440, 935 (2006).
[CrossRef]

Jia, P.

Kampfrath, T.

T. Kampfrath, K. Tanaka, and K. A. Nelson, Nat. Photonics 7, 680 (2013).
[CrossRef]

Kan, Q.

Kanda, N.

Konishi, K.

Krenn, M.

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[CrossRef]

Krizhanovskii, D. N.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Kuwata-Gonokami, M.

Lapkiewicz, R.

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[CrossRef]

Laussy, F. P.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Lemaître, A.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Marchetti, F. M.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Marrucci, L.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

McDuff, R.

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. J. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, S951 (1992).
[CrossRef]

McGloin, D.

N. B. Simpson, D. McGloin, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, J. Mod. Opt. 45, 1943 (1998).
[CrossRef]

Min, C. J.

Miyamoto, K.

K. Toyoda, K. Miyamoto, N. Aoki, R. Morita, and T. Omatsu, Nano Lett. 12, 3645 (2012).
[CrossRef]

Morita, R.

Nelson, K. A.

T. Kampfrath, K. Tanaka, and K. A. Nelson, Nat. Photonics 7, 680 (2013).
[CrossRef]

Oka, K.

Omatsu, T.

K. Toyoda, K. Miyamoto, N. Aoki, R. Morita, and T. Omatsu, Nano Lett. 12, 3645 (2012).
[CrossRef]

Padgett, M. J.

A. M. Yao and M. J. Padgett, Adv. Opt. Photon. 3, 161 (2011).
[CrossRef]

G. Gibson, J. Courtial, M. J. Padgett, M. Vasnetsov, V. Pas’ko, S. M. Barnett, and S. Franke-Arnold, Opt. Express 12, 5448 (2004).
[CrossRef]

N. B. Simpson, D. McGloin, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, J. Mod. Opt. 45, 1943 (1998).
[CrossRef]

G. A. Turnbull, D. A. Robertson, G. M. Smith, L. Allen, and M. J. Padgett, Opt. Commun. 127, 183 (1996).
[CrossRef]

Pas’ko, V.

Plick, W. N.

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[CrossRef]

Ramelow, S.

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[CrossRef]

Rizzoli, S. O.

K. I. Willig, S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, and S. W. Hell, Nature 440, 935 (2006).
[CrossRef]

Robertson, D. A.

G. A. Turnbull, D. A. Robertson, G. M. Smith, L. Allen, and M. J. Padgett, Opt. Commun. 127, 183 (1996).
[CrossRef]

Rubinsztein-Dunlop, H.

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. J. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, S951 (1992).
[CrossRef]

Sanvitto, D.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Schaeff, C.

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[CrossRef]

Simpson, N. B.

N. B. Simpson, D. McGloin, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, J. Mod. Opt. 45, 1943 (1998).
[CrossRef]

Skolnick, M. S.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Smith, C. P.

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. J. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, S951 (1992).
[CrossRef]

Smith, G. M.

G. A. Turnbull, D. A. Robertson, G. M. Smith, L. Allen, and M. J. Padgett, Opt. Commun. 127, 183 (1996).
[CrossRef]

Spreeuw, R. J. C.

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

Szymanska, M. H.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Tamaru, H.

T. Higuchi, N. Kanda, H. Tamaru, and M. Kuwata-Gonokami, Phys. Rev. Lett. 106, 047401 (2011).
[CrossRef]

Tanaka, K.

T. Kampfrath, K. Tanaka, and K. A. Nelson, Nat. Photonics 7, 680 (2013).
[CrossRef]

Tani, M.

Tejedor, C.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Toda, Y.

Tokizane, Y.

Tosi, G.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Toyoda, K.

K. Toyoda, K. Miyamoto, N. Aoki, R. Morita, and T. Omatsu, Nano Lett. 12, 3645 (2012).
[CrossRef]

Turnbull, G. A.

G. A. Turnbull, D. A. Robertson, G. M. Smith, L. Allen, and M. J. Padgett, Opt. Commun. 127, 183 (1996).
[CrossRef]

van der Veen, H. E. L. O.

M. W. Beijersbergen, L. Allen, H. E. L. O. van der Veen, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).
[CrossRef]

Vasnetsov, M.

Viña, L.

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Wang, X.

Wegener, M. J.

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. J. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, S951 (1992).
[CrossRef]

Westphal, V.

K. I. Willig, S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, and S. W. Hell, Nature 440, 935 (2006).
[CrossRef]

Willig, K. I.

K. I. Willig, S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, and S. W. Hell, Nature 440, 935 (2006).
[CrossRef]

Woerdman, J. P.

M. W. Beijersbergen, L. Allen, H. E. L. O. van der Veen, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).
[CrossRef]

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

Yamane, K.

Yang, Y.

Yao, A. M.

Ye, J.

Yuan, X.-C.

Zeilinger, A.

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[CrossRef]

Zhang, Y.

Zheng, Z.

Adv. Opt. Photon. (1)

J. Mod. Opt. (1)

N. B. Simpson, D. McGloin, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, J. Mod. Opt. 45, 1943 (1998).
[CrossRef]

Nano Lett. (1)

K. Toyoda, K. Miyamoto, N. Aoki, R. Morita, and T. Omatsu, Nano Lett. 12, 3645 (2012).
[CrossRef]

Nat. Photonics (1)

T. Kampfrath, K. Tanaka, and K. A. Nelson, Nat. Photonics 7, 680 (2013).
[CrossRef]

Nat. Phys. (1)

D. Sanvitto, F. M. Marchetti, M. H. Szymańska, G. Tosi, M. Baudisch, F. P. Laussy, D. N. Krizhanovskii, M. S. Skolnick, L. Marrucci, A. Lemaître, J. Bloch, C. Tejedor, and L. Viña, Nat. Phys. 6, 527 (2010).
[CrossRef]

Nature (1)

K. I. Willig, S. O. Rizzoli, V. Westphal, R. Jahn, and S. W. Hell, Nature 440, 935 (2006).
[CrossRef]

Opt. Commun. (2)

M. W. Beijersbergen, L. Allen, H. E. L. O. van der Veen, and J. P. Woerdman, Opt. Commun. 96, 123 (1993).
[CrossRef]

G. A. Turnbull, D. A. Robertson, G. M. Smith, L. Allen, and M. J. Padgett, Opt. Commun. 127, 183 (1996).
[CrossRef]

Opt. Express (7)

Opt. Lett. (1)

Opt. Quantum Electron. (1)

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, H. Rubinsztein-Dunlop, and M. J. Wegener, Opt. Quantum Electron. 24, S951 (1992).
[CrossRef]

Phys. Rev. A (1)

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

Phys. Rev. Lett. (1)

T. Higuchi, N. Kanda, H. Tamaru, and M. Kuwata-Gonokami, Phys. Rev. Lett. 106, 047401 (2011).
[CrossRef]

Science (1)

R. Fickler, R. Lapkiewicz, W. N. Plick, M. Krenn, C. Schaeff, S. Ramelow, and A. Zeilinger, Science 338, 640 (2012).
[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 (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematic of the conversion method for THz vortex beam generation. The orange arrows indicate the polarization direction schematically.

Fig. 2.
Fig. 2.

Experimental setup for generation of a THz vortex beam and detection of the spatial phase distribution.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Time-integrated intensity distribution of the measured THz vortex beam with a topological charge of +1. (b) Time-domain waveforms at each point shown in (a). (c) Snapshots of the spatial distribution of the electric field. The THz vortex beam was linearly polarized, and the positive (red) and negative (blue) values indicate that the field vector heads lean in the directions of 45° and 225°, respectively, in the xy plane.

Fig. 4.
Fig. 4.

(a) Frequency-resolved intensity and phase distribution of a generated THz vortex beam with topological charge of +1. The hue and density of the color indicate the distributions of phase and intensity, respectively. The frequencies are 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, and 2.0 THz. (b) Results corresponding to (a) for a THz vortex beam with a topological charge of 1.

Fig. 5.
Fig. 5.

Power spectra of the vortex modes with topological charge l in the generated THz vortex beam.

Equations (6)

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

E(r,ϕ;ω)=E0(r;ω)[cosLϕsinLϕ],
[100i].
E(r,ϕ;ω)=E0(r;ω)[100i][cosLϕsinLϕ]=E0(r;ω)[cosLϕisinLϕ].
E45°(r,ϕ;ω)=Ex(r,ϕ;ω)+Ey(r,ϕ;ω)2=E0(r;ω)2(cosLϕ+isinLϕ)=12E0(r;ω)eiLϕ.
E45°(r,ϕ;ω)=Ex(r,ϕ;ω)Ey(r,ϕ;ω)2=E0(r;ω)2(cosLϕisinLϕ)=12E0(r;ω)eiLϕ,
Pl(ω)=p|Ev(r,ϕ;ω)(Epl(r,ϕ;ω))*rdrdϕ|2,

Metrics