涡旋光束传输中的光斑展宽研究

推导了涡旋光束传输一段距离后观测平面上电场的解析表达式，在此基础上对观测平面上的光强分布及光斑大小进行了分析。和传统的高斯光束不同，涡旋光束传输后的光斑尺寸没有较为统一的定义。提出了均方根光斑尺寸以及等效光斑尺寸的定义，并分别采用这两种定义对涡旋光束的光斑展宽进行了分析。研究表明，涡旋光束在传输中的光斑展宽由拓扑电荷数以及传输距离决定，拓扑电荷数越大，光斑展宽越快。数值计算进一步说明，等效光斑尺寸更适合用来表征涡旋光束传输后的光斑大小。