光学涡旋简介

如图6(a)所示，做一个90°的空心圆弧，根据惠更斯-菲涅尔原理，当携带有不同拓扑电荷数的涡旋光束通过这个缝隙时会发生不一样的衍射，导致在后面的平板上形成的焦点的位置发生偏移。焦点的偏移量与拓扑电荷数的关系如图6(b)所示[20]。因此，我们可以根据焦点的偏移量来得到拓扑电荷数的大小的正负。

4.4 像散聚焦法

当涡旋光束通过一个倾斜6°的双凸透镜时会形成几个离散的光斑，光斑的个数为拓扑电荷数加1，光斑的倾斜角度与拓扑电荷数的正负相关[21]。因此，我们可以通过观察光斑的个数和倾斜角度来检测涡旋光束。图6(c)表示的是检测拓扑电荷数为3的示意图。

4.5 渐变周期光栅法

图7.渐变周期光栅法 

北京理工大学的一个课题组做了如图7(a)和(b)所示的渐变周期的光栅[22]，当涡旋光束通过这个光栅时会产生和通过双凸透镜时一样的光斑，如图7(c)所示，光斑的个数依然为拓扑电荷数加1，光斑的倾斜角度与拓扑电荷数的正负相关。因此，我们可以通过观察透过光栅后光斑的个数和倾斜角度来检测涡旋光束。

5.总结

展望本文首先对光学涡旋进行简介，然后介绍了基于空间光和基于全光纤结构的生成方法，最后介绍了几种常见的检测方法。对于涡旋光的生成，目前大部分的研究都集中在拓扑电荷数为1的涡旋光，生成的模式纯度也有待提高。高阶数、高模式纯度的涡旋光束的生成还有待进一步研究。对于涡旋光的检测，目前实验室中使用的最多的还是用干涉法进行检测，使用这种方法进行检测不像其它检测方法一样需要使用特制的透镜或者光栅，但是它也有很多局限，比如，干涉法不能检测非整数阶的涡旋光束，也不能检测脉冲形式的涡旋光束，因为两个脉冲光束进行干涉时，空间上可以重叠，但时间上不一定能重叠，所以不一定能形成干涉条纹。当然，其它检测方法也不能检测非整数阶的涡旋光束，新型的检测方法还有待研究。