Twisted Photons: Applications of Light with Orbital Angular Momentum

z......Page 
Preface XI 11......Page 0011
Color Plates XIX 19......Page 0019
--- – per photon 1......Page 0044
simple diffraction gratings 4......Page 0047
References 9......Page 0052
zero amplitude curves 13......Page 0056
--- Berry notation 14......Page 0057
--- – electric vector distribution 15......Page 0058
--- – of ring-like channel or cuvette 21......Page 0064
2.5 Conclusion 22......Page 0065
References 23......Page 0066
--- – conversion of HG mode to 25–26......Page 0068
polarized states 26......Page 0069
--- polarization of 27–28......Page 0070
--- – quantum implications of 29–30......Page 0072
--- – switching of states 30......Page 0073
photon drag 32......Page 0075
3.4 Conclusions 33......Page 0076
References 34......Page 0077
photonics 37......Page 0079
--- – scalar field of 38–39......Page 0080
torque 41......Page 0083
ray optics 43–44......Page 0085
paraxial scalar field 44......Page 0086
time-averaged Poynting vector 45......Page 0087
--- – transfer of linear momentum acting on 49......Page 0091
pseudotensor 50......Page 0092
--- – biological applications 51......Page 0093
--- – supercontinuum light field and 57......Page 0099
--- – hydrodynamic interactions 61......Page 0103
References 62......Page 0104
smectic liquid crystals (SLCs) 67......Page 0108
spin-to-orbital conversion (STOC) 70......Page 0111
--- – dynamic equations of 71–73......Page 0112
--- – angular momentum fluxes 73–78......Page 0114
--- momentums 78–81......Page 0119
--- 81......Page 0122
--- – with unpolarized light 83......Page 0124
--- – with circularly polarized light 85–89......Page 0126
5.3 Conclusions 89......Page 0130
References 90......Page 0131
--- momentum 93......Page 0134
--- 96–97......Page 0137
--- – usingNOA63 resin 97......Page 0138
--- – in a Gaussian beam 98......Page 0139
--- – optically driven micromachines 100–101......Page 0141
--- Rayleigh approximation 102......Page 0143
--- – optical force and torque, calculation of 105......Page 0146
6.4.3 Discussion 111......Page 0152
References 113......Page 0154
--- – using noncontact manipulation tool 117......Page 0157
two-photon polymerization method 118......Page 0158
--- SU8 photoresist 120......Page 0160
--- – structure building by 121......Page 0161
--- 124–126......Page 0164
--- 126–128......Page 0166
--- 128......Page 0168
--- – in optical tweezers 131–134......Page 0171
--- 134–138......Page 0174
--- Boltzmann energy distribution 135–136......Page 0175
7.7 Conclusion 138......Page 0178
References 139......Page 0179
--- Zernike phase ring 143......Page 0182
zero-order Fourier component 144......Page 0183
--- 146......Page 0185
--- – isotropic edge enhancement 148–149......Page 0187
--- – pseudorelief images 149–150......Page 0188
--- – spiral fringe metrology with 150–151......Page 0189
--- resolution attainable in 151......Page 0190
--- – in an ‘‘off-axis configuration’’ 152......Page 0191
radiation from nature, study of 155......Page 0194
--- Einstein-de Haas-type experiments 156......Page 0195
--- 158–159......Page 0197
--- – Rayleigh criterion 159–162......Page 0198
--- T122 Asiago telescope 162......Page 0201
--- – l-valued spiral phase plates (SPPs) 165......Page 0204
--- Poynting’s theorem 169......Page 0208
9.A.2 Photon Picture 170......Page 0209
--- Dirac–Majorana equation, for EM field 175......Page 0214
--- Gross–Pitaevskii equation 179......Page 0218
photonic-crystal fibers (PCFs) 181......Page 0220
--- – quantum fiber propagation 182–183......Page 0221
--- – via self-phase modulation 184–185......Page 0223
--- – and Kerr effect 186–188......Page 0225
--- scheme 188......Page 0227
--- flows 189–194......Page 0228
--- experience 190–191......Page 0229
--- – N-atom dynamics 191–192......Page 0230
--- – values of winding number 192......Page 0231
--- – coupled-amplitude equations 194......Page 0233
References 195......Page 0234
--- 199–201......Page 0238
--- – single 201–203......Page 0240
--- – multiple 203–207......Page 0242
--- schemes 207–209......Page 0246
11.5 Discussion 209......Page 0248
References 211......Page 0250
--- – OAM 213–214......Page 0252
--- – mechanical effects of light range 214–215......Page 0253
--- – creation of BECs 215–216......Page 0254
--- 216–218......Page 0255
--- – transfer efficiency 218–220......Page 0257
--- – nonrotating state measurement 220–222......Page 0259
--- – counterrotating state measurement 222......Page 0261
--- – measures the Doppler shift 223–224......Page 0262
--- 224–227......Page 0263
--- – of multilevel atomic condensates 227–228......Page 0266
--- – Zeeman shift due to bias field 228......Page 0267
supercurrents, in BEC 230–231......Page 0269
12.8 Conclusion 231......Page 0270
References 232......Page 0271
Index 237......Page 0275
unaberrated telescope 157......Page 0196
,  60......Page 102
--- 217......Page 256
--- – of photon 173......Page 0212
--- – transfer of OAM 55–56......Page 0097
--- Fresnel formulae 133......Page 0173
--- Pauli matrices 172......Page 0211
--- 52–53......Page 0094
white light vortices 56......Page 0098
--- Bell inequality 31......Page 0074
--- Bessel beams 4......Page 47
,  21......Page 64
,  109......Page 150
--- Boltzmann’s constant 136......Page 0176
--- Bose–Einstein condensation (BEC) 7......Page 50
,  37,......Page 79
--- Bragg scattering of the atoms 180......Page 0219
--- Rabi oscillations 216......Page 255
–217,  223–224......Page 262
--- – in Laguerre–Gaussian (LG) beams 17......Page 0060
refractive optical equivalent 5......Page 0048
,  222......Page 261
--- 28......Page 0071
--- Copyright ? 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim......Page 2049
--- ISBN: 978-3-527-40907-5......Page 1016
--- Parkin’s method of measuring torque 101......Page 0142
--- DDA–T-matrix software 112......Page 0153
diode-pumped solid-state laser 129......Page 0169
--- Dirac-like equations 171......Page 210
,  174......Page 213
system transfer matrix 104......Page 0145
--- ‘‘donut’’ mode pattern 18......Page 0061
--- Dove prisms 28......Page 71
,  30......Page 73
--- 42–43......Page 0084
vacuum, propagation of light in 47......Page 0089
plasmas, in Earth’s surroundings 167......Page 0206
electron–neutrino beam 168......Page 0207
--- 47......Page 89
,  49......Page 91
--- T-matrix 103–104......Page 0144
--- – blade angle, effect of 110......Page 0151
--- – hub radius, effect of 109–110......Page 0150
--- – torque efficiency 107–109......Page 0148
--- – ‘‘on-axis’’ and ‘‘off-axis’’ configuration 145......Page 0184
optical Fr?eedericksz transition (OFT) 69......Page 0110
--- – LG patterns 160......Page 0199
--- – polarization handedness 20......Page 0063
--- – forces in an optical vortex trap 54......Page 0096
optical vortices 5......Page 48
,  26–27......Page 69
,  52......Page 94
,  104......Page 145
--- TEM00 Gaussian beam 39......Page 0081
--- – high refractive index particles 58......Page 0100
--- Rankine vortices, 8......Page 0051
--- – laws of on–off intermittency in 88......Page 0129
,  27......Page 70
--- Kummer beams 161......Page 0200
--- Maxwell equations 2......Page 45
,  97......Page 138
,  214......Page 253
spatial light modulator 40......Page 0082
--- – in holographic optical vortex traps 60......Page 0102
--- – propeller 123–124......Page 0163
paraxial approximation 2......Page 0045
linear momentum density 3......Page 0046
nematic free energy 68......Page 0109
--- SISLS 87–88......Page 0128
lucky imaging 163......Page 0202
--- Weyl–Majorana equations 171......Page 0210
--- Maxwell’s stress tensor 45......Page 87
–48,  57......Page 99
--- – for monochromatic fields 48......Page 0090
--- – in fluid flow in micron-sized channels 59......Page 0101
--- Norland 81......Page 122
--- SU-8 photoresist 119......Page 159
,  128......Page 168
off-centered hole 221......Page 0260
,  40......Page 82
,  93......Page 134
optical tweezers 41......Page 83
–43,  51......Page 93
,  58......Page 100
,  95......Page 136
,  117......Page 157
optical tweezers toolbox 105......Page 146
,  112......Page 153
,  13......Page 56
,  17......Page 60
,  25......Page 68
--- – operation mode of 95–97......Page 0136
--- – possible designs for 94......Page 135
,  96......Page 137
--- – spin torque measurement 99......Page 0140
,  98......Page 139
,  101......Page 142
--- – in optical tweezers 6......Page 0049
--- – and resonant transition in an atom 7......Page 0050
--- – spin flow density 16......Page 0059
--- – total transverse energy flow 19......Page 0062
--- 156......Page 195
–158,  165–168......Page 204
--- Pockels cells 82–83......Page 0123
--- Poynting vector 3......Page 46
,  218......Page 257
--- 225......Page 0264
--- – two consecutive Raman processes 226......Page 0265
--- RS formalism 174–175......Page 0213
--- ‘‘seed’’ matter wave 229......Page 0268
spatial light modulators (SLMs) 67......Page 108
,  121,......Page 161
--- – point spread function (PSF) of 147......Page 0186
--- – helical phase pattern 147......Page 186
,  151......Page 190
–120,  129......Page 169
--- motion 137......Page 0177
zeroth-order Bessel modes 53......Page 0095
--- – integrated optical motor 130......Page 0170
--- – light driven micromachines 122–123......Page 0162
--- X–Y piezo-translator 119......Page 0159
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