多阶螺旋相位板对高斯光束特性的影响研究

简介：
本研究探讨了多阶螺旋相位板如何改变高斯光束的性质，包括其强度分布和传播特征。通过理论分析与实验验证，揭示了不同阶数下光束特性的变化规律及其应用潜力。 根据光束的近轴传输理论，推导出了高斯光束经过多阶螺旋相位板（SPP）后电场的解析表达式，并在此基础上分析了高斯光束通过多阶螺旋相位板后的光强分布和相位分布。 研究发现，与理想的螺旋相位板不同，经过多阶螺旋相位板后的高斯光束具有角向周期性的光强分布。这一特性中的周期数等于相位板的阶数。当阶数为16时，产生的涡旋光束在斑点质量和相位质量方面均较为合适。 此外，在相同条件下获得更佳的相位质量需要较长的传输距离。值得注意的是，螺旋相位板提供的拓扑荷数值对上述问题的影响不大，决定因素仍然是相位板的阶数。这一结论可以为实验中SPP的应用提供指导作用。