涡旋光束的干涉特性文献综述

 2024-06-24 17:29:29
摘要

涡旋光束作为一种携带轨道角动量的特殊光场,在光学微操纵、光通信、超分辨成像等领域展现出巨大潜力,近年来成为光学领域的研究热点。

涡旋光束的干涉特性是其众多奇异特性之一,表现为干涉条纹不再是传统干涉的明暗相间条纹,而是呈现出螺旋状、瓣状等特殊形态,并蕴含着相位信息的丰富变化。

本文首先介绍了涡旋光束的基本概念、产生方法以及干涉的基本原理。

其次,重点阐述了涡旋光束的同轴干涉、离轴干涉、不同拓扑荷涡旋光束之间的干涉以及涡旋光束与球面波的干涉等方面的研究进展,并对相关研究成果进行了综述。

最后,对涡旋光束干涉特性的未来发展方向和应用前景进行了展望。


关键词:涡旋光束;轨道角动量;干涉特性;拓扑荷;相位奇点

1引言

涡旋光束作为一种特殊的空间结构光束,其波前呈现螺旋形分布,并携带轨道角动量(OrbitalAngularMomentum,OAM)[1]。

与传统的高斯光束不同,涡旋光束在光束中心处光强为零,形成一个中空的暗核,并且其相位分布呈现螺旋状,相位变化周期数决定了其所携带的OAM大小,被称为拓扑荷。

自1992年Allen等人首次利用激光谐振腔成功产生拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)模涡旋光束以来[2],涡旋光束以其独特的光场特性和潜在的应用价值吸引了众多研究者的关注。


涡旋光束的干涉现象是其重要的特性之一,与平面波或球面波的干涉现象相比,涡旋光束的干涉条纹呈现出螺旋形、瓣状等特殊形态,并且其干涉图样与涡旋光束的拓扑荷数、偏振态、相干性等因素密切相关。

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