Coherent manipulation of rotary photon drag by implication of Milnor polynomial

Abstract

Abstract Subluminal and superluminal propagation of light, and normal and anomalous rotary photon drag are reported in this manuscript using control fields of the Milnor polynomial. A crater-type absorption spectrum is reported, having a central peak at the origin with a variation of positions. The normal and anomalous dispersion are associated with the low and high absorption regions. The group index varies in the range of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mn>7</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mtext>⩽</mml:mtext> <mml:msub> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mtext>⩽</mml:mtext> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>×</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mn>7</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> . This corresponds to a group velocity of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>/</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> varying in the range of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>30</mml:mn> <mml:mstyle scriptlevel="0"/> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mstyle scriptlevel="0"/> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mtext>⩽</mml:mtext> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mtext>⩽</mml:mtext> <mml:mn>30</mml:mn> <mml:mstyle scriptlevel="0"/> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mstyle scriptlevel="0"/> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> . The maximum positive and negative delay times are measured to <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.002</mml:mn> <mml:mstyle scriptlevel="0"/> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> . It is reported that slow light propagation generates normal photon drag and fast light propagation generates anomalous rotary photon drag in a spinning medium. The rotary photon drag varies in the range of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mo>−</mml:mo> <mml:mn>0.005</mml:mn> <mml:mstyle scriptlevel="0"/> <mml:mrow> <mml:mi>rad</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mtext>⩽</mml:mtext> <mml:msub> <mml:mi>θ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mtext>⩽</mml:mtext> <mml:mn>0.005</mml:mn> <mml:mstyle scriptlevel="0"/> <mml:mrow> <mml:mi>rad</mml:mi> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , where both normal and anomalous drag is also observed. The modified results will be useful in optical and biomedical sensors, and imaging and telecommunication technologies.

Topics & Concepts