产生螺旋波面的文件 vortex

资 源 简 介

产生螺旋波面的文件 vortex

详 情 说 明

螺旋波面是一种在光学和声学领域中常见的特殊波形结构，其特点是波前呈现螺旋状的相位分布。这种波面通常携带轨道角动量，在光学涡旋、微粒操控等领域有重要应用。

要实现拓扑核数为3的螺旋波面生成，关键在于构建满足条件的相位分布模型。核心思路是通过极坐标转换，将方位角与拓扑核数相乘作为相位基础，再叠加径向高度调节参数。相位改变量的调节可通过调整方位角系数实现，而高度参数则用于控制波面的纵向起伏程度。

平面波和球面波作为基础波形，可分别作为相位分布的对比参照。平面波呈现均匀相位，球面波则具有径向对称的二次曲面特征。与它们相比，螺旋波面的相位会围绕中心点发生整数倍的连续变化，这种变化次数由拓扑核数决定。在可视化时，可通过二维相位图展示螺旋特征，或使用三维曲面表现波面高度变化。

实际应用中，该模型可扩展到光学涡旋生成、波前调控等场景。通过修改拓扑核数能产生不同阶数的涡旋光束，而相位与高度的灵活调节则为波面整形提供了便利。需要注意，高阶螺旋波面中心会出现相位奇点，这是其携带轨道角动量的直接表现。