涡旋光束与光学涡旋.pdf

REVIEW 涡旋光束和光学涡旋 陆璇辉 黄慧琴 赵承良 王将峰 陈和 (浙江大学光学研究所，浙江杭州310027) LUXuanhmHUANG ZHAO WANG CHENHe Huiqin ChengliangJiangfeng ， (InstituteofOptics,ZhejiangUniversity,Hangzhou,Zhejiang310027,China) 摘 要就涡旋光束和光学涡旋的基本特征和原理进行了概述，对其产生、传播及应用进行了介绍。对涡旋光束 和光学涡旋的研究动态进行了叙述，并对其未来的研究和应用前景进行了展望。 关键词涡旋光束；光学涡旋；相位奇异性；角动量；螺旋相位；光学操控 Thebasic Abstract and of vortexbeamsand principle，generation，transformationapplicationoptical optical vorticesare summarized，aswellastheir briefoutlookaboutthefuture briefly progress．A study of vortex and beamsand vorticesisdiscussed． applicationsoptical optical wordsvortex momentum：helical Key beams；opticalvortices；phasesingularities；orbitalangular phase；optical manipulation ·中图分类号0436 1引言 这种现象。M．S．Soskin等【9J发现学界的浓厚兴趣。所谓涡旋光束即 光学涡旋是随着人们对光认 在去除很大比例的奇异性光束后， 具有连续螺旋状相位的光束，换句 识的深入，特别激光产生以后才逐 光束在传递过程中又能恢复部分涡 话说，光束的波阵面既不是平面， 渐有了较为清晰的认识。自19世 旋特征。事实上，对于任何光学现 也不是球面，而是像旋涡状，具有 象，不管是经典的还是量子的，波涡 奇异性。 纪AiIy{ll发现在透镜的聚焦面上 会形成一种奇异的环以后，人们才 旋都是固有的。随着研究的进展，到 涡旋光束具有柱对称的传播 开始对这种现象进行研究。197320世纪末大量关于光学涡旋的专 性质，此种光束的涡旋中心是一个 题论文和评论性文章发表【坩一15I。 暗核，在此光强消失lietl刀，其在传 年，WilliamH．Carter[2]根据计算 机模拟揭示：可以通过对光束的极 涡旋光束和光学涡旋凭借其 播过程中也保持中心光强为零。涡 轻微扰动使奇异环产生或消失。 复杂性和可观的应用前景，逐渐成 旋光束的相位波前成螺旋形分布， 为近几年学术界的热门研究课题。 所以波矢量有方位项，且其绕着涡 之后，G．P．Karnlan等瞰7】研究揭 示：奇异环或环的