光場縱向調控研究進展（特邀）

李鵬，樊鑫豪，李渝，劉圣，魏冰妍，趙建林

（西北工業大學物理科學與技術學院陜西省光信息技術重點實驗室，西安710129）

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自1960年第一臺激光器發明以來，以激光為支撐的基礎科學研究、技術開發和工程應用得到了飛速發展，使得光學這一古老學科煥發了青春，邁入了全新的激光時代。近年來，隨著對激光基礎和技術應用研究的不斷深入，尤其是通過調控光場振幅、相位和偏振態的空間分布，涌現出了一系列具有新穎光學性質的空間結構光場［1-8］，在解決光波技術瓶頸方面展現了巨大的潛力。同時，圍繞對此類光場的研究，還揭示了諸多新的物理現象和效應［9-15］，更進一步推動了光場以外的其它物理場調控理論和技術的發展。

相位作為光場的重要參量之一，在光的傳播、干涉、衍射等動力學過程中發揮著關鍵作用。在光場中，相位奇點因其特殊的空間結構和強度特征而被長期關注。1989年，COULLET P 在研究激光模式時引入了“光學渦旋”這一概念來描述此類奇異點［16］。作為亥姆霍茲方程本征解，具有螺旋波前和相位結構的渦旋光束，展現了不同于傳統球面波和平面波的強度分布及動力學特性。1992年，ALLEN L 揭示了渦旋光束具有內稟軌道角動量（Orbital Angular Momentum，OAM）特性［17］。由OAM 所帶來的動力學性質和量子性質，使得渦旋光束在微粒操控、高容量高速率的大規模光通信、量子信息處理、超分辨顯微成像等許多領域展現出重要潛在價值與應用前景［10，12］，吸引了人們越來越多的關注與研究興趣。……