对涡旋光场光波传输进行仿真

资 源 简 介

对涡旋光场光波传输进行仿真

详 情 说 明

涡旋光波传输仿真是研究光场相位特性的重要手段，其核心在于模拟携带轨道角动量的光束在自由空间或介质中的传播行为。拓扑电荷作为表征涡旋相位分布的关键参数，直接影响光场的螺旋波前结构和强度分布形态。

仿真通常从亥姆霍兹方程出发，利用角谱理论或菲涅尔衍射积分构建传输模型。针对不同拓扑电荷数（如l=1,2,3...）需要分别设置初始相位项exp(ilφ)，这会形成环绕光轴的中心暗核。随着传输距离增加，高拓扑电荷光束会表现出更显著的强度环分裂现象，这是相位奇点演化的直观体现。

通过调整拓扑电荷参数可观察到：低阶电荷光束保持较稳定的环形结构，而高阶电荷光束易受衍射影响产生多环模式。数值仿真能清晰展示相位涡旋的动态变化过程，为光通信、微粒操控等应用提供理论依据。