涡旋光束和光学涡旋的研究
白露诗词-小学班干部职责
第36卷，增刊
、，01．36
红外与激光工程
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Engineerillg
2007年6月
Jun．2007
S
upplement
部分相干激光：产生、传输及其应用
林强
(浙江大学光学研究所，
浙江杭州310027)
摘要：对部分相干激光(PCL)的传输、产生及其应用方面的最新进展作了综
述。给出了一种
新的描述部分相干高斯一谢尔模(GSM)光束经过近轴光学系统传输的张量ABcD定
律。运用这个张量
ABCD定律研究了GSM光束的聚焦、频移、分数傅里叶变换等问题。从理论和实验
两方面研究了通
过一种特殊的光学谐振腔产生部分相干激光的方法。进一步讨论了部分相干激光的一些应
用。
关键词：部分相干激光；张量ABCD定律；传输；产生
涡旋光束和光学涡旋的研究
陆璇辉，陈和，赵承良
(浙江大学物理系光学研究所，浙江杭州310027)
摘要：近年来
，涡旋光束由于在囚禁和操控原子及其他微粒中的应用而引起了不少关注和研究。
涡旋光束在光束的传播
方向上有一个位相项e(nel，而且它拥有一个光束轨道角动量，如何从一个高
斯基模变换到涡旋光束
，已经提出了许多方法，比如在腔内放螺旋位相片直接产生，用计算机得到
的位相片产生，用柱面镜或楔
形镜产生光学涡旋。此外，在光纤中涡旋也能产生，比如可以使用光
子晶体光纤作为一个非线性的两维光
子晶体来产生光涡旋孤子。而在螺旋光纤中，纯的光学涡旋或
者光学涡旋和TE及TM模式一起以高阶模
形式出现，纯的模式在螺旋光纤传导中，会加上一个和内
禀角动量以及螺旋立体角成比例的拓扑位相，而
且髓和阴模式的工和y分量的分布模式在传输时
也有旋转。1997年，EAbramochkin用一
个图像旋转腔来产生一个涡旋激光束，在钝角三角形腔中
用一个Dove棱镜来旋转光束，随着不同的棱
镜旋转角度，可以得到不同的螺旋类型的激光光束。
2003，AneeV
srnitIl在一
个图像旋转腔的纳秒级光学参量振荡器里获得了涡旋光束，它的种子光和
腔轴失调，在腔中形成了4个有
着固定位相差的稳定模式，从而输出耦合成为一个涡旋光束。
文中介绍用一种失调的多模光纤来做一个旋
转腔，而把高斯基模光转换为一个涡旋光束的方法。
在实验中，光源采用He．Ne的基模高斯光束，当
激光束倾斜入射在光纤耦合器时，出射光场的模式
会随输入位置和输入角而改变，在实验中用的是多模光
纤，分别得到了顺时针和逆时针的涡旋光束，
还的到了环状空心光束。用光强分布仪记录了光束的分布，
得到了不同尺寸光纤纤芯的光强分布图；
测量了光束转换耦合效率，结果是涡旋光束的耦合输出效率达到
了80％以上；空心光束的耦合输出
效率达到了50％以上。另外，对于失调耦合器下多模光纤产生光学
涡旋的理论分析和研究也将进一
步研究。由于这种方法产生的光束稳定性很好，不仅可以产生实验所需要
的光束，还可以把这种光
束传输到所需要的地方，因此，应用前景很广，如操控原子、微粒和细胞等，也
是一种特殊的光镊。
关键词：多模光纤；涡旋光束；空心光束；
光束变换