渦旋光束，也成為(wei) 螺旋光束，渦旋光束指具有渦旋特性的光束。渦旋光束是一種特殊的激光束，具有與(yu) 普通的高斯光束所不同的特性。
廣義(yi) 來說，渦旋光束包括相位渦旋光束和偏振渦旋光束兩(liang) 大類。
一、渦旋光束
渦旋光束，也成為(wei) 螺旋光束，是指具有渦旋特性的光束。廣義(yi) 來說，渦旋光束包括相位渦旋光束和偏振渦旋光束兩(liang) 大類。
相位渦旋光束，即光波的相位和波前呈螺旋型，其在柱坐標係（r,φ,z）下的複振幅表達式中含有螺旋相位項eilφ, 其中l可為(wei) 任一整數。
由於(yu) 光束中心存在相位奇點，因此相位渦旋光束的光場分布是中空環形。
偏振渦旋光束，即在光場橫截麵上具有渦旋分布偏振態的光束。與(yu) 常見的線偏振，橢圓偏振和圓偏振等各向同性偏振光不同，偏振渦旋
光束具有各向異性的偏振態分布，光場橫截麵中每一點都具有自己獨特的偏振方向，表現出很強的矢量偏振特性，因此偏振渦旋光束也
稱為(wei) 矢量光束。
光的自旋角動量與(yu) 光束的偏振性質緊密相關(guan) ，而光的軌道角動量則源於(yu) 光場橫截麵的複場分布，表征光束的波前性質。
傍軸近似下，渦旋光束的軌道角動量與(yu) 自旋角動量可分解開，光子的角動量可以表示為(wei) ：
l為(wei) 角量子數，也成為(wei) 拓撲荷，可為(wei) 任意整數，同時，角量子數l為(wei) 渦旋光束的特征值，決(jue) 定了渦旋光束的螺旋波前分布。將將量子數為(wei) l
的渦旋光束稱為(wei) l階渦旋光束，記作|l>。
偏振參數σ稱為(wei) 自旋量子數，具有-1和+1兩(liang) 個(ge) 特征值。當σ=+1 時，表示右旋圓偏振光，當σ=-1 時，表示左旋圓偏振光。光場的任意偏
振態均可由具有相反自旋量子數的光子線性疊加而成，如線偏振光就是 |σ=+1> 和 |σ=-1> 的疊加。
二、渦旋光束的国产成人在线观看免费网站
渦旋光束在許多領域都有很大的潛在国产成人在线观看免费网站價(jia) 值。在光通信領域，使用渦旋光束會(hui) 大大擴展信道容量，實現大容量的信息傳(chuan) 輸。在探測領
域，渦旋光束的旋轉多普勒效應可以用於(yu) 測量旋轉體(ti) 的轉速。當渦旋光束作用域物體(ti) 或者微粒時，光束攜帶的軌道角動量可以傳(chuan) 遞給微
粒，控製微粒實現旋轉或平移，這一特性可用於(yu) 研製光鑷或光學扳手。
三、常見的渦旋光束
常見的渦旋光束有：拉蓋爾-高斯光束（Laguerre-Gauss beams）、貝塞爾光束（Bessel beams）和貝塞爾-高斯光束（Bessel-Gauss
Beams）。
貝塞爾光束是一種無衍射光束，若在傳(chuan) 輸路徑中存在障礙物，則經過障礙物後一定距離，沒有被遮擋的光線會(hui) 在障礙物後重新幹涉，光
場可自我恢複，具有自愈性。
貝塞爾光束具有無限延展的光場結構，這使得其隻能為(wei) 理想的理論模型而無法真實存在，實際中一般采用貝塞爾-高斯光束作為(wei) 貝塞爾
光束的近似，在有限傳(chuan) 輸距離內(nei) 具有與(yu) 貝塞爾光束相似的無衍射特性，超出最大傳(chuan) 輸距離後貝塞爾-高斯光束將不再存在。
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