3.2基于全光纖結構的生成方法

由于光纖結構的多樣性，基于全光纖結構的生成渦旋光束的方法非常多，在這里就簡單舉幾個例子。如圖3所示，這兩種都是基于光柵的渦旋光束的生成方法，其中圖3(a)表示的是微彎光柵法生成渦旋光束，當光束通過微彎光柵時，光纖中激發(fā)出一對HE21模，并產生π/2的相位差，從而生成渦旋光束。圖3(b)表示華中科技大學的一個課題組做的實驗，他們利用機械長周期光柵擠壓少模光纖，使少模光纖中的LP11a和LP11b模產生π/2的相位差，從而生成渦旋光束。

圖3.基于光柵的生成方法

圖4.基于特殊光纖結構的生成方法

圖4表示的是利用特殊設計的光纖結構來產生渦旋光束的方法。其中圖4(a)表示的是華南師范大學的一個課題組做的仿真，他們在單模和少模光纖中間做一個螺旋相位盤，螺旋相位盤的有效折射率沿方位角方向遞增，可以等效為一個螺旋相位板，從而在少模光纖中生成渦旋光束[15]。圖4(b)表示的是南開大學的一個課題組做的仿真，他們做了一個多心結構和環(huán)形折射率分布的光纖，當基模從中間的纖芯通過時，在環(huán)形折射率區(qū)域耦合出渦旋光束[16]。此外，南加州大學也做了多種類似的光纖結構能夠較好的耦合出渦旋光束[17]，我們目前也正在把單模-少模耦合器和光纖激光器結合起來做一個全光纖渦旋激光器。

4.光學渦旋檢測

光學渦旋的檢測辦法有很多，各有利弊，常見的有以下幾種：

4.1 螺旋相位板和全息光柵法

圖5.螺旋相位板、全息光柵和干涉法

如圖5(a)和(b)所示，和渦旋光束的生成相反，當攜帶拓撲電荷數為l的渦旋光束通過一個拓撲電荷數為-l的螺旋相位板或者全息光柵[18]時，正好可以轉化成高斯光，然后通過透鏡聚焦后能透過一個小孔被檢測器檢測到，這種方法可以用來檢測攜帶特定拓撲電荷數的渦旋光束。

4.2 干涉法

當平面波和球面波分別與渦旋光束進行干涉時，會形成叉形或者渦旋形的干涉條紋，我們可以根據干涉圖案來檢測渦旋光束[19]。圖5(c)所示的是拓撲電荷數為1、2、0.5、1.33的渦旋光束與平面波或球面波干涉使時的圖案，我們可以通過叉的個數和方向或者渦旋的個數和方向來判斷拓撲電荷數的大小和正負。

4.3圓弧縫隙法

圖6.圓弧縫隙法和像散聚焦法