螺旋相位片的常见问题解答，螺旋相位板FAQ

涡旋相位板（Spiral Phase Plate）的结构是一个旋转方向逐渐抬升的螺旋阶梯状结构，抬升的高度取决于激光波长和拓扑荷数，可以把基模高斯光转换成具有轨道角动量的涡旋光束。涡旋相位片可以应用于光镊、STED、粒子操控、量子信息传输等领域。

如何判断螺旋相位片的正负拓扑荷数

经常有客户问是否有负拓扑荷数的涡旋相位片，其实同一片涡旋相位板就能实现拓扑荷数为正和为负这两个功能。使用光反射，很容易看到Vortex台阶型螺旋相位片结构的元素，表面像图1，如果激光首先击中这个表面，那么拓扑荷数就是负的。如果激光首先击中平坦的表面，拓扑荷数就是正的。总的来说就是从正面入射就是正的，从反面入射就是负的。

图1Vortex螺旋相位片的表面

国产连续螺旋相位片正负拓扑荷数的判断方法是，刻有阶数的一面就是正面，激光从刻有阶数的一面入射，出来的光就是正的拓扑荷数，从反的一面入射就是负的拓扑荷数。国产连续螺旋相位片拓扑荷数为1时，可以看到镜片的正面刻有1条线，这条线代表阶数为1，拓扑荷数为2时，刻有2条线。

连续螺旋相位片和台阶型螺旋相位片的区别

螺旋相位片分为台阶型和连续型两种面形，都是沿着一个旋转方向等比例单调上升的，顾名思义，阶梯状螺旋上升是台阶型螺旋相位板，而连续斜坡的螺旋上升则为连续型螺旋相位板。连续型螺旋相位片产生的涡旋光相位是连续变化的，可以大大提升效率。台阶型螺旋相位片面型是台阶型，精度高，可以得到高质量的环形光束轮廓。

涡旋相位片的使用方法

搭好实验设备后，用高斯光打在镜片的中心，注意入射光的直径不要超过有效孔径，比如如果镜片的尺寸是6mm，有效孔径是5.5mm，入射光直径可以用4mm。如果不用CCD相机观看涡旋光的效果，波长是可见光，可以站在几米远的地方查看光斑大小，不过肉眼观看的效果不是很明显。客户也可以使用CCD相机查看涡旋光的效果。

如果用两个相位片，一个正着用，一个反着用。经过第一个相位片可以把高斯光变成涡旋光，然后经过第二个相位片反着用，可以把涡旋光变成高斯光吗？不能，因为理论上来说，不管正着用还是反着用，入射光都必须得是高斯光。

在同一个螺旋相位板上，激光一来一回之后，最终回来的还是涡旋光。

激光透射螺旋相位片（拓扑荷数为2），照在一个平面镜上，平面镜反射的光再次透射这个螺旋相位片，最终反射回来的这束光，拓扑荷数是4。如图2, 如果带专业的眼镜看的话，中心是有四个旋转的螺纹的。

图2还没用ccd，只做了干涉，这个是用手机拍的效果不明显

常见问题解答

1.螺旋相位片产生涡旋光束，中间的空心部分分辨率达到多少？

螺旋相位片没有分辨率这个概念，中心尺寸可以根据入射光参数计算，可以先计算出衍射极限光斑大小，再根据拓扑荷数多少，中心光斑尺寸和衍射极限光斑关系算出。拓扑荷数越大，空心尺寸越大。

2.有负的涡旋相位板吗？

有拓扑荷数为负的涡旋相位片的，涡旋相位板可以实现拓扑荷数为正和为负的功能。