轨道角动量波束源码与图

资 源 简 介

轨道角动量波束源码与图

详 情 说 明

在光学领域中，轨道角动量(OAM)波束是一种具有螺旋相位波前的特殊光束，这种光束因其独特的物理特性在光通信和量子技术等领域具有重要应用。当拓扑电荷数l=3时，光束会表现出典型的涡旋特性。

这种光束的核心特征体现在其相位分布上：每个光子携带的相位随方位角φ呈周期性变化，具体表现为exp(ilφ)的相位因子。当l=3时，意味着光束波前在传播方向上每绕光轴一周会产生3个2π的相位变化。这种螺旋状的相位分布导致光束中心出现暗核，形成特有的环形强度分布。

从物理本质来看，每个光子携带的轨道角动量大小为l?，其中?是约化普朗克常数。拓扑电荷数l理论上可以取任意整数值，不同的l值对应着不同的角动量状态。在实验中，这类光束通常通过空间光调制器或特殊相位板来生成，通过对光束波前的精确相位调制实现所需的空间模式。

理解轨道角动量波束的关键在于把握两个核心要素：一是相位随方位角的周期性变化规律，二是由此产生的特殊光场分布。这些特性使得OAM光束成为高维量子态传输和高容量光通信的理想载体。