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该研究团队从理论上研究了阶梯型掺铒钇铝石榴石（Er:YAG）三能级系统中的相干轨道角动量（OAM）转移及色散调控光传输。通过密度矩阵形式体系和耦合的麦克斯韦-布洛赫方程，研究人员推导出了明确包含铒离子浓度的探测光束与生成光束的解析表达式。研究发现，携带涡旋的入射探测光束可通过依赖浓度的和频非线性过程，将其OAM完全保留相位与拓扑电荷地转移至生成信号光束。通过分析转换效率、空间相位及强度分布，该工作确定了能最大化涡旋转移效率的最佳铒掺杂浓度（3%）。此外，探测光与生成光的吸收和色散谱揭示了涡旋转移的物理机制，并实现了快慢传输状态间的可调谐转换。这些结果表明掺铒YAG可作为结构化光相干调控的实用固态平台，为高维量子通信、波长兼容OAM接口及慢光光子信号处理等应用提供了高效的涡旋光束频率转换与色散调控手段。