中文：相位奇点；英文：phase singularity

光束中心存在相位奇点，因此相位涡旋光束的光场分布是中空环形。偏振涡旋光束，即在光场横截面上具有涡旋分布偏振态的光束。与常见的线偏振，椭圆偏振和圆偏振等各向同性偏振光不同，偏振涡旋光束具有各向异性的偏振态分布，光场横截面中每一点都具有自己独特的偏振方向，表现出很强的矢量偏振特性，因此偏振涡旋光束也称为矢量光束。光的自旋角动量与光束的偏振性质紧密相关，而光的轨道角动量则源于光场横截面的复场分布，表征光束的波前性质。傍轴近似下，涡旋光束的轨道角动量与自旋角动量可分解开，光子的角动量可以表示为：l为角量子数，也成为拓扑荷，可为任意整数，同时，角量子数l为涡旋光束的特征值，决定了涡旋光束的螺旋波前分布。 ...

旋光束会在其相位奇点处有暗点，光束能量分布呈现甜甜圈形状，这种旋涡光束增加了轨道角动量，且随着拓扑荷的增大而增大，而且拓扑荷越大，光束能量的环形分布就越强却大，如图2中所示。图2：不同拓扑荷的涡旋光束光斑示意图(a~e的分别为1、4、6、12、13)通常生成旋涡光束的方法有：螺旋相位板法、空间光调制法、几何模式转换法、全息图法等，一下对其进行简单介绍。螺旋相位板法：使光束通过具有螺旋相位分布的螺旋相位板，使其被赋予螺旋相位分布，依此方法生成涡旋光束；但因制作工艺的限制实际中使用的螺旋相位板的相位变化多为阶梯型，即阶梯螺旋相位板而非平滑，如图3和图4所示。图3：阶梯螺旋相位板的相位分布示意图图4 ...

水声波中存在相位奇点，并将奇点的概念推广到电磁波的领域。1981年，Baranova等发现在激光光斑上存在随机分布的光学涡旋，并通过实验发现在一定条件下，散斑光场中产生光学涡旋的概率是可以测定的，但是不会产生高阶拓扑荷数的光学涡旋场。1992年，Swartzlander等通过理论和实验研究发现，在自聚焦介质中存在光学涡旋孤子，且光学涡旋孤子在传输过程中与非线性介质会产生相互作用，这一发现对光学涡旋的传播具有很大的贡献。1998年，Voitsekhovich等在一定欺负条件下，详细研究了相位奇点数目密度的特性，结果表明相位奇点数目密度具有一定的统计分布，并不是一个特定的值，并且统计分布与振幅空间 ...

对涡旋光束的相位奇点进行相应的评估。一般对于涡旋光束传输特性研究主要从以下两个方面入手。（1）不同涡旋光光束的传输特性研究，空间结构的不同使得涡旋光束的种类众多。例如：贝塞尔-高斯矢量光束、LG光束、椭圆涡旋光束、多阶高斯-谢尔涡旋光束等；（2）涡旋光束在不同路径上的传输特性研究，早期研究者一般考虑光束在大气湍流中水平传输的情形，自从2001年国际电信联盟提出了随高度变化的大气结构常数模型之后，人们逐渐关注光束在大气湍流中斜程传输的情形。图1.涡旋光束及强度分布示意图大气湍流是一种具有随机性的混沌介质。当光经过大气湍流时，其随机运动会造成折射率起伏，导致光束发生畸变、相干性减弱、光强衰减等一系 ...