螺旋相位板（Spiral Phase Plate）的结构是衍射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，其效果是产生一个激光相位随着空间旋转角度等比例增长的圆环光斑，通常用于进行各种科研实验。光斑的圆度和相位控制是评价螺旋相位板的重要因素。根据其螺旋结构和涡旋光束的特性，又可以被称为涡旋相位片，螺旋相位片，涡旋光束元件，贝塞尔振幅调制螺旋相位片，Spiral Phase Plate。
所属品牌： 以色列Holo/Or
应用类型： 光束控制
产品型号：VL-209-I-Y-A, VL-216-I-Y-A
负责人：杜工 DOE
联系电话：13691926712
电子邮箱：duchong@welloptics.cn
波长193nm~10.6um，拓扑荷数1~50，数百种标准规格
螺旋相位板也称为螺旋相位片、漩涡光元件、贝塞尔振幅调制螺旋相位片，英文翻译为Spiral Phase Plate或Vortex Phase-plate。螺旋相位片是一种独特的光学元件，它的作用是将输入的高斯光转换成圆环形能量环，也就是产生涡旋光。它的结构类似于螺旋或螺旋阶梯的形状，这种螺旋的设计其目的是控制涡旋光束的相位。
Holoor提供高达数百种的螺旋相位片标准产品，波长范围涵盖193nm-10.6um的激光波段，拓扑荷数由1-12个，拥有台阶型和连续面型两种表面结构，能够满足用户的各种需求。
螺旋相位片产生的光学涡旋是近几年来受到重视和广泛研究的一种重要光场，它的基础研究涉及了许多方面的物理研究，如光的轨道角动量、波前、空间相干和时间相干。
所谓涡旋光束即具有连续螺旋状相位的光束，光束的波阵面既不是平面，也不是球面，而是像旋涡状，具有奇异性。涡旋光束具有柱对称的传播性质，此种光束的涡旋中心（R=0），是相位奇点，光强为零。表现为是一个暗核，在此光强消失，其在传播过程中也保持中心光强为零。
涡旋光束的相位波前成螺旋形分布，所以波矢量有方位项，且其绕着涡旋中心旋转。而正是因为这个旋转，光波携带了轨道角动量。在这个螺旋相位的中心具有奇异性，因为此处的相位是不确定的，而且场振幅也消失了，因此漩涡光的中心形成了“黑心光束”。
螺旋相位片是获得漩涡光最简单、直接的方法
螺旋相位片是获得漩涡光最简单、直接、最通用的方法，它能够方便地设计漩涡光的直径和拓扑荷数，满足用户的实际需求。螺旋相位片是一种能够充当相位特征f(x,y)的单色项的光学元件。目前，除了可用螺旋相位板产生涡旋光束之外，还有许多方法可以产生涡旋光束。如运用全息光栅，由低阶高斯光产生涡旋光束；也可采用包含球形透镜和柱透镜的模式转换器，由高阶厄米原高斯光获得涡旋光束；还可选择选择空间光调制器来产生涡旋光束等。
螺旋相位片的特点：
激光通过螺旋相位片之后产生的光学涡旋具有三大主要特性：螺旋相位波前结构、确定的光子轨道角动量（OAM）以及暗心结构。在螺旋相位片产生的环形光斑上，光的相位随着旋转角度单调变化，拓扑荷数则与相位的变化量、角度有关。
漩涡光拓扑荷数
拓扑荷数是描述螺旋相片的一个基本参数，通常用m表示，也可以被称为光学拓扑荷。注：某些粒子的特性在场变形下保持不变，这样的守恒律称为拓扑，其守恒荷称为拓扑荷。要实现调整涡旋光束的轨道角动量，可以通过改变波前的螺旋绕数m，或者也可以通过增大光子流。由于每一个光学涡旋都具有一定的螺旋规模，若轨道角动量固定，则会给要求几何或光子密度保持不变的应用带来一些限制。
Holoor螺旋相位片的部分标准规格
1) 对入射波长266nm，工作距离100mm的部分相关参数如下：
|
波长[nm] |
DOE透镜尺寸mm |
衍射效率% |
拓扑荷数 |
圆环光斑外径μm |
|
|
266 |
11 |
95 |
3 |
27.84 |
|
|
266 |
25.4 |
95 |
3 |
27.84 |
|
|
266 |
25.4 |
92 |
64 |
541.62 |
2) 对入射波长355nm，工作距离100mm的部分相关参数如下：
|
型号 |
波长[nm] |
镜片尺寸[mm] |
衍射效率% |
拓扑荷数 |
圆环光斑外径μm |
|
355 |
25.4 |
95 |
1 |
18.26 |
|
|
355 |
25.4 |
92 |
6 |
69.88 |
|
|
VL-251-U-Y-A |
355 |
25.4 |
92 |
64 |
722.84 |
|
VL-209-U-Y-A |
355 |
25.4 |
95 |
1 |
18.26 |
|
VL-216-U-Y-A |
355 |
25.4 |
95 |
2 |
27.21 |
3) 对入射波长532nm，工作距离100mm的部分相关参数如下：
|
波长[nm] |
镜片尺寸[mm] |
衍射效率% |
拓扑荷数 |
圆环光斑外径μm |
|
|
532 |
25.4 |
95 |
2 |
40.78 |
|
|
VL-209-Q-Y-A |
532 |
25.4 |
95 |
1 |
27.37 |
|
VL-250-Q-Y-A |
532 |
25.4 |
95 |
32 |
558.15 |
|
VL-251-Q-Y-A |
532 |
25.4 |
92 |
64 |
1083.24 |
4) 对入射波长632nm，工作距离100mm的部分相关参数如下：
|
型号 |
波长[nm] |
镜片尺寸[mm] |
衍射效率% |
拓扑荷数 |
圆环光斑外径μm |
|
632 |
38.1 |
95 |
1,2,3,4 |
32.51 |
|
|
632 |
38.1 |
95 |
1 |
32.51 |
|
|
VL-216-P-Y-A |
632 |
25.4 |
95 |
2 |
48.44 |
|
VL-231-P-Y-A |
632 |
25.4 |
95 |
4 |
84.81 |
5) 对入射波长1064nm，工作距离100mm的部分相关参数如下：
|
波长[nm] |
镜片尺寸[mm] |
衍射效率 |
拓扑荷数 |
圆环光斑外径μm |
|
|
VL-206-I-Y-A |
1064 |
11 |
95 |
1 |
54.73 |
|
1064 |
25.4 |
95 |
1 |
54.73 |
|
|
1064 |
25.4 |
92 |
64 |
2166.48 |
|
|
VL-225-I-Y-A |
1064 |
25.4 |
92 |
6 |
209.44 |
|
VL-226-I-Y-A |
1064 |
11 |
95 |
3 |
111.36 |
|
VL-206-I-Y-A |
1064 |
11 |
95 |
1 |
54.73 |
|
VL-228-I-Y-A |
1064 |
11 |
92 |
6 |
209.44 |
|
VL-229-I-Y-A |
1064 |
11 |
92 |
2 |
81.55 |
|
VL-230-I-Y-A |
1064 |
25.4 |
95 |
6 |
209.44 |
|
VL-232-I-Y-A |
1064 |
11 |
95 |
6 |
209.44 |
|
VL-233-I-Y-A |
1064 |
11 |
95 |
12 |
411.57 |
|
VL-234-I-Y-A |
1064 |
11 |
95 |
2 |
81.55 |
|
VL-235-I-Y-A |
1064 |
11 |
95 |
4 |
142.79 |
|
VL-236-I-Y-A |
1064 |
25.4 |
95 |
12 |
411.57 |
6) 对入射波长800nm，工作距离100mm的部分相关参数如下：
|
波长[nm] |
DOE透镜尺寸mm |
衍射效率% |
拓扑荷数 |
圆环光斑外径μm |
|
|
800 |
150 |
95 |
1 |
41.15 |
7) 对入射波长1030nm，工作距离100mm的部分相关参数如下：
|
型号 |
波长[nm] |
DOE透镜尺寸mm |
衍射效率% |
拓扑荷数 |
圆环光斑外径μm |
|
1030 |
25.4 |
95 |
1 |
52.98 |
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