具有螺旋相锋的结构光波携带轨道角动量(OAM)，归因于光子的旋转运动。最近，科学家们一直在利用光波进行OAM，这些特殊的“螺旋”光束在通信、成像和量子信息处理等各种先进技术中变得非常重要。在这些技术中，了解这些特殊光束的确切结构至关重要。然而，事实证明这非常棘手。

干涉测量法(将光场与已知参考场叠加以从干涉中提取信息)可以使用相机检索OAM光谱信息。由于相机仅记录干扰的强度，因此测量技术会遇到额外的串扰，称为“信号-信号拍频干扰”(SSBI)，这使检索过程变得复杂。这就像听到多个重叠的声音，很难区分原来的音符。

在《先进光子学》最近报道的一项突破中，中山大学和洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员使用了一种强大的数学工具，称为Kramers-Kronig(KK)关系，它有助于理解和解决问题。该工具使他们能够从相机的仅强度测量中解开复杂的螺旋光图案，以便在简单的轴上干涉测量中进行单次检索。为了探索时频和方位角OAM域之间的对偶性，他们应用KK方法来研究各种OAM领域，包括Talbot自成像花瓣和分数OAM模式。

新的测量技术对于推进依赖这些特殊光模式的技术具有巨大的潜力。通讯作者、法国高等师范大学卡斯特勒布罗塞尔实验室博士后胡建琪表示：“所提出的方法也可以推广到具有复杂径向结构的OAM光束，使其成为实时测量结构光的强大技术。只需用相机拍摄快照即可。”

与传统的轴上干涉测量相比，研究人员展示的KK方法不仅加快了测量速度，而且使其更加简单且更具成本效益。得益于这项新技术，科学家们获得了一种强大的手段来利用OAM解开结构光波的秘密。这一突破有可能彻底改变各种技术，为不久的将来结构光领域令人兴奋的进步铺平道路。

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