计算矢量拉盖尔高斯光束中古伊相移产生的角衍射及其与能流分布的关系

资 源 简 介

计算矢量拉盖尔高斯光束中古伊相移产生的角衍射及其与能流分布的关系

详 情 说 明

矢量拉盖尔高斯光束作为一种携带轨道角动量的结构化光场，其独特的相位和偏振特性使得古伊相移现象在传播过程中产生显著的角衍射效应。当光束通过焦平面时，螺旋相位前沿会引入额外的相位延迟，这种几何相位变化导致光束的波前发生扭曲。

古伊相移本质上源于光束传播轴与局部波矢方向的偏离，这种偏离在拉盖尔高斯光束中表现为径向依赖的附加相位项。随着拓扑电荷数的增加，相移导致的角衍射会使得光束的环状强度分布发生分裂或畸变。与此同时，能流分布（坡印廷矢量）会呈现出围绕光轴的螺旋特征，其切向分量与角向相位梯度直接相关。

通过分析坡印廷矢量的纵向和横向分量，可以发现角衍射效应会重新分配光束的轴向和角向能量流动。特别在高阶模式中，古伊相移引起的能流涡旋可能导致光束剖面中出现暗核或相位奇点。这种相位-能量耦合效应为光学微操纵和量子信息传输提供了新的调控维度。