1. 研究目的与意义（文献综述）

携带了光涡旋的光束，也称为涡旋光束。airy在第十九世纪时期发现光束聚焦之后会形成一种奇怪的环状结构，从此以后，便有很多的人投身研究这一奇怪的现象之中。随着研究的不断进展，人们发现有些光束具有相位奇异点。随后，在1979年，以vaughan和willetts作为科研人员的代表开始对光学涡旋相位结构开展各项工作，他们发现其相位具有某种特殊性。但是“涡旋光束”这一专业概念的术语却是在1989年由coullet等研究人员提出来的。这种具有高度聚焦的、具有螺旋相位的涡旋光束具有很大的用途。

人们对于涡旋光束的研究热情持续高涨，在1992年达到了顶峰时期。例如1992年allen等人发现，涡旋光束相位表达式都有这一项，且这样的光束的个光子的平均轨道角动量为，如拉盖尔一高斯光束，它就是典型的涡旋光束。因此人们的目光又转移到研究涡旋光束的相位上，而allen的证明又得到同行的研究拓展。在1994年，allen和bamett等人发现，具有这种相位结构形式的光束不仅在近轴条件下，在非近轴情况下，这种光束的轨道角动量还是。

涡旋光束所具有的这种轨道角动量决定了这种类型的光子在与物质粒子的相互作用过程中，会将自身携带的角动量传递给粒子，引起粒子的角向偏转，从而有可能实现对粒子旋转的操控。这一理论和实验在1995年被he等人证实，他们在实验中利用涡旋光束的轨道角动量对微小粒子实行操纵。在1996年simpson等人也做了类似的实验，发现涡旋光束的确能够对粒子实现转动操作，证实其具有轨道角动量，因此，他还形象地称这种技术为光学扳手。这一发现，给涡旋光束带来了很大的应用前景，包括医学界和生物界。也正是因为涡旋光束对粒子操控的重要性，导致它一直成为研究的热点。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

说明涡旋光束的研究背景及发展现状以及本文内容的安排。介绍涡旋光束最重要的一个应用一光镊技术，光镊技术的概念，所需的光箱射压，光镊的原理和光摄的应用，突出满旋光束的重要性。介绍涡旋光束的一些基本特性，包括角动量、相位、偏振、聚焦特性和波印亭矢量、光强等，并通过matlab模型研究其干涉特性。

目标：

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的理论知识、技术要求以及相关资料。确定方案，完成开题报告。

第4-8周：分析基本原理，进行理论推导。

第9-13周：建立模型，进行仿真模拟，得到模拟结果，整理数据，进行理论分析，开始撰写毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 徐丽娟. 涡旋光束的产生及特性研究[d]. 杭州: 浙江大学，2014.

[2] 陈子阳. 涡旋光束的传输与聚焦特性[d]. 杭州: 浙江大学，2014.

[3] 陈志婷. 涡旋光束的特性研究[d]. 秦皇岛市: 燕山大学，2013.