26年WH物理学(应用型) 叉形光栅产生涡旋光束的数值模拟与衍射特性分析11.91-AI15.03-约16558字符.docx

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摘要涡旋光束因有着轨道角动量和螺旋相位结构，在光学微操控、光通信、量子信息等领域呈现出十分广阔的常用办法。叉形光栅作为低成本、易实现的计算全息型衍射元件，是产生涡旋光束的重要途径。为了优化生成的涡旋光束质量，本文以叉形光栅作为研究对象，利用数值模拟系统研究其衍射特性与光场演化规律，为器件设计及工程应用提供理论支撑。本文基于标量衍射理论和角谱传播理论，讨论涡旋光束的螺旋相位、轨道角动量及拉盖尔-高斯模式特征，明确拓扑荷数的作用影响，推导叉形光栅透过率函数，揭示其由平面波和涡旋光束干涉所形成的物理机制，解释 0 级和±1级衍射光...

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