光的轨道角动量：螺旋波前的奥秘

Orbital Angular Momentum of Light

光不仅携带线性动量，还拥有独特的轨道角动量（OAM）。与偏振无关的 OAM 源于光场的空间分布，其核心特征是螺旋状的波前和中心的光学涡旋。这种特性让光波呈现出类似螺旋楼梯的结构，其拓扑电荷 m 决定了螺旋的复杂程度。从 Laguerre-Gaussian 模式到利用 Spatial Light Modulator 和螺旋相位板的人工生成，OAM 技术已在激光光学中广泛应用。尽管在经典和量子场论中，关于自旋角动量与轨道角动量的分解仍存在争议，但 OAM 在光通信、成像及量子信息处理中的潜力正被不断挖掘。测量 OAM 虽具挑战，但通过相位检索算法等技术，我们正逐步解锁这一物理现象的深层价值。