学习笔记——涡旋光束

如题所述

涡旋光束的独特性质</:在传播过程中,涡旋光束的中心区域呈现出一种神秘的现象,被称作暗中空光束或空心光束,那里的光强度几乎为零。


螺旋式相位分布</:随着距离的增加,涡旋光束的相位分布展现出螺旋式的迷人图案,这种独特的光场特性被称为螺旋光束。其光场表达式可以表示为:


光场振幅:A(r,θ)</相位因子:φ(r,θ) = ϕ_0 + l·θ</其中 l</是光学拓扑荷,或角量子数,可以取任意整数,波数:k</

轨道角动量的载体</:每个光子仿佛携带着独特的标记——轨道角动量,其值为lħ</,其中ħ是约化普朗克常数。l</决定了涡旋光束的波前分布特性,它的绝对值反映了光子携带的角动量大小,而符号则指示了波前旋转的方向。


螺旋波前的多样性</:涡旋光束的螺旋波前扭曲数和方向,完全由l的大小和符号决定。当l为零时,我们便看到了涡旋光束退化为熟悉的高斯光束。


柱对称与中心暗核</:涡旋光束具有显著的柱对称性,其传播路径中心呈现出一个光强为零的暗核,这是涡旋光束独有的传播特性。


旋转的波矢量与角动量</:涡旋光束的波矢量不仅有径向分量,还包含一个围绕涡旋中心旋转的方位项,这进一步强化了其独特的光场结构。


深入了解涡旋光束,我们不得不提及学术著作《涡旋光束》,清华大学出版社和《涡旋光束的产生、传输、检测及应用》科学出版社,由XH Lu、HQ Huang等人共同编撰,为我们揭示了这一领域的深度和广度。

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