第32卷第6期 泰山学院学报 Vol 32 N)6 2010年1月 OURNAL OF TA SHAN UN NERSIIY Noy 2010 光学祸旋产生方法的分析与研究 陈君，胡承忠 (泰山学院物理与电子工程学院，山东泰安271021) 【摘要】光学涡旋是具有螺旋型波前和相位奇点的种新型光束，对其原理与应用的研究已经成为光 学领域中一个渐兴的热点.本文首先对几种常用的产生光学涡旋的方法进行了介绍，分析了不同方法的优缺 点，并利用液晶空间光调制器法和螺旋相位板法进行了实验研究 [关键词]光学涡旋：液晶空间光调制器：螺旋相位板 [中图分类号1Q438[文献标识码1A[文章编号】1672-2590(2010)06-0072-05 1引言 光学涡旋是具有螺旋型波前和相位奇点的特殊光场，相位奇点是指光场中那些相位不确定的地方， 由于自身的干涉相消，光束中心振幅为零，是一种暗中空的光束.光束围绕相位奇点呈现出螺旋型波前 特性，其相位因子含有与旋转方位角成正比的一项：P(调，其中为光学涡旋的拓扑荷.由于具有特 有的螺旋型相位分布和轨道角动量等特性，使得光学涡旋在诸如光镊、光子计算、超导薄膜、量子保密通 讯以及成像增强等方面具有十分重要的潜在应用价值.所有这些应用都需要能够产生高质量的、任意拓 扑荷的涡旋光场.本文在总结和比较了常用的几种产生光学涡旋方法的基础上，对液晶空间光调制法和 螺旋相位板法进行了初步的研究和探讨. 2常见的光学涡旋产生方法 长期以来，在光学涡旋的产生方法上，国内外学者分别提出了诸如几何光学模式变换法、计算全息 法、螺旋相位板法、中空波导法、液晶空间光调制法、激光器直接输出法等多种方法来满足不同应用的需 要，下面介绍几种常用的涡旋光束产生方法，并对各自的优缺点进行分析。 21几何光学模式转换法 Mode 00 01 02 03 11 2 23 HG 图1厄米一高斯光束与对应的拉盖尔一高斯光束) [收稿日期12009-09-03 [基金项目1秦山学院人才引进项目(Y05-2-08) 【作者简介]陈君(1980一，男，山东泰安人泰山学院物理与电子工程学院讲师，博士. ?1994-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
第 32卷第 6期 2010年 11月 泰 山 学 院 学 报 JOURNALOFTAISHANUNIVERSITY Vol.32 NO.6 Nov. 2010 光学涡旋产生方法的分析与研究 陈 君 ,胡承忠 (泰山学院 物理与电子工程学院, 山东 泰安 271021) [摘 要] 光学涡旋是具有螺旋型波前和相位奇点的一种新型光束, 对其原理与应用的研究已经成为光 学领域中一个新兴的热点.本文首先对几种常用的产生光学涡旋的方法进行了介绍, 分析了不同方法的优缺 点, 并利用液晶空间光调制器法和螺旋相位板法进行了实验研究. [关键词] 光学涡旋;液晶空间光调制器;螺旋相位板 [中图分类号] O438 [文献标识码] A [文章编号] 1672 -2590(2010)06 -0072 -05 [收稿日期] 2009-09-03 [基金项目] 泰山学院人才引进项目(Y05-2-08) [作者简介] 陈 君(1980-), 男, 山东泰安人, 泰山学院物理与电子工程学院讲师, 博士. 1 引言 光学涡旋是具有螺旋型波前和相位奇点的特殊光场, 相位奇点是指光场中那些相位不确定的地方 , 由于自身的干涉相消,光束中心振幅为零,是一种暗中空的光束 .光束围绕相位奇点呈现出螺旋型波前 特性 ,其相位因子含有与旋转方位角成正比的一项:exp(inθ),其中 n为光学涡旋的拓扑荷.由于具有特 有的螺旋型相位分布和轨道角动量等特性, 使得光学涡旋在诸如光镊 、光子计算、超导薄膜、量子保密通 讯以及成像增强等方面具有十分重要的潜在应用价值 .所有这些应用都需要能够产生高质量的、任意拓 扑荷的涡旋光场.本文在总结和比较了常用的几种产生光学涡旋方法的基础上 ,对液晶空间光调制法和 螺旋相位板法进行了初步的研究和探讨 . 2 常见的光学涡旋产生方法 长期以来 ,在光学涡旋的产生方法上,国内外学者分别提出了诸如几何光学模式变换法 、计算全息 法、螺旋相位板法、中空波导法、液晶空间光调制法、激光器直接输出法等多种方法来满足不同应用的需 要, 下面介绍几种常用的涡旋光束产生方法 ,并对各自的优缺点进行分析 . 2.1 几何光学模式转换法 图 1 厄米 -高斯光束与对应的拉盖尔 -高斯光束[ 1]
第6期 陈君等：光学涡旋产生方法的分析与研究 73 几何模式转换产生光学涡旋的方法是利用柱面透镜实现厄米一高斯光束到拉盖尔一高斯光束的转 换.1993年，Beijersberger)利用两个柱面透镜实现了任意阶次的厄米一高斯光束与相应的拉盖尔一高 斯光束的转换.图1中上排是输入的厄米高斯模式下排为相应的经过柱面透镜模式变换的拉盖尔一 高斯模式. 22计算全息法 计算全息图是一种有效的产生光学涡旋的方法它是利用计算机来产生目的光与参考光的干涉图 样，然后将此图样写到适当的记录介质形成全息光栅或直接打印成图.1992年，Bazh eno等人第一次 利用计算全息图产生大小以及拓扑荷可以控制的光学涡旋.该方法是利用螺旋波与平面波之间的干涉 条纹呈现出位错光栅结构的性质，并通过计算机产生的全息图来获得光学涡旋。 图2（所示的螺旋形全息光栅是拓扑荷为1的涡旋光束与球面波相干形成的干涉条纹，如果其与 平面波成一定角度相干时，干涉条纹类似一个叉形光栅，如图2(b所示.图2(c则是拓扑荷=2的螺 旋波与平面波干涉而产生的二阶叉形光栅.通过计算在计算机上产生二维的计算全息光栅，用相机将此 干涉图样缩小到胶片上，制成了所需要的全息光栅.当用平面波照射此全息光栅时，就能得到中心光强 为零的螺旋波，也即光学涡旋.图3是利用三种不同全息光栅所得到的光学涡旋， 图2()螺旋形全息光栅，(b)拓扑荷为1的叉形光栅，(c)拓扑荷为2的叉形光栅 图3采用()螺旋形全息光栅，(b)拓扑荷为1的叉形光栅，(c)拓扑荷为2的叉形光栅产生光学涡旋的实验结果 23液晶空间光调制法 液晶空间光调制器是一种对光波的空间分布进行调制的器件，能够按照输入控制信号的要求对读 出光场的振幅、相位和偏振态等物理量中的部分或全部实现空间调制的器件。 2002年Jmni派rE Curti等人14提出利用液晶空间光调制器产生光学涡旋的方法，基本原理如图4 所示： 在实验中将螺旋相位图显示在空间光调制器上，入射光束通过空间光调制器时，螺旋相位结构对入 射光束进行相位调制，被叠加了一个螺旋相位因子p(明，在透镜后焦平面处可以得到含有相位因子 的涡旋光束. 利用这种方法只需要通过计算机控制显示在空间光调制器上的相位图，就能够控制产生光学涡旋 的位置、大小和拓扑荷，还能够动态实时的调整涡旋光束，实现二维或三维光学微操纵 24螺旋相位板法 螺旋相位板是一块折射率为的透明板，它的厚度与绕相位板中心的方位角成正比。两端的表 面结构分别为平面和螺旋状面螺旋状表面类似王个旋转台阶，台阶高度为如图5，总一束光通
第 6期 陈君等 :光学涡旋产生方法的分析与研究 几何模式转换产生光学涡旋的方法是利用柱面透镜实现厄米 -高斯光束到拉盖尔 -高斯光束的转 换.1993年, Beijersbergen [ 1] 利用两个柱面透镜实现了任意阶次的厄米 -高斯光束与相应的拉盖尔 -高 斯光束的转换 .图 1中上排是输入的厄米 -高斯模式, 下排为相应的经过柱面透镜模式变换的拉盖尔 - 高斯模式 . 2.2 计算全息法 计算全息图是一种有效的产生光学涡旋的方法, 它是利用计算机来产生目的光与参考光的干涉图 样,然后将此图样写到适当的记录介质形成全息光栅或直接打印成图.1992年, Bazhenov等人 [ 2] 第一次 利用计算全息图产生大小以及拓扑荷可以控制的光学涡旋.该方法是利用螺旋波与平面波之间的干涉 条纹呈现出位错光栅结构的性质, 并通过计算机产生的全息图来获得光学涡旋 . 图 2(a)所示的螺旋形全息光栅是拓扑荷为 1的涡旋光束与球面波相干形成的干涉条纹 ,如果其与 平面波成一定角度相干时 ,干涉条纹类似一个叉形光栅 ,如图 2(b)所示 .图 2(c)则是拓扑荷 n=2的螺 旋波与平面波干涉而产生的二阶叉形光栅.通过计算在计算机上产生二维的计算全息光栅,用相机将此 干涉图样缩小到胶片上 ,制成了所需要的全息光栅.当用平面波照射此全息光栅时, 就能得到中心光强 为零的螺旋波 ,也即光学涡旋 .图 3是利用三种不同全息光栅所得到的光学涡旋. 2.3 液晶空间光调制法 液晶空间光调制器是一种对光波的空间分布进行调制的器件, 能够按照输入控制信号的要求对读 出光场的振幅 、相位和偏振态等物理量中的部分或全部实现空间调制的器件. 2002年 JenniferE.Curtis等人 [ 4]提出利用液晶空间光调制器产生光学涡旋的方法, 基本原理如图 4 所示 : 在实验中将螺旋相位图显示在空间光调制器上, 入射光束通过空间光调制器时 ,螺旋相位结构对入 射光束进行相位调制,被叠加了一个螺旋相位因子 exp(inθ),在透镜后焦平面处可以得到含有相位因子 的涡旋光束. 利用这种方法只需要通过计算机控制显示在空间光调制器上的相位图, 就能够控制产生光学涡旋 的位置、大小和拓扑荷, 还能够动态实时的调整涡旋光束, 实现二维或三维光学微操纵. 2.4 螺旋相位板法 螺旋相位板是一块折射率为 n0的透明板 , 它的厚度与绕相位板中心的方位角 θ成正比, 两端的表 面结构分别为平面和螺旋状面,螺旋状表面类似于一个旋转台阶, 台阶高度为 hs(如图 5).当一束光通 73
74 泰山学院学报 第32卷 过这种透明板时，由于螺旋相位板的螺旋形厚度使透射光束光程变化不同，引起的相位改变量也不同， 透射光束将被赋子螺旋相位的特性，形成光学涡旋.Berjers吨ergere等人[9在1994年采用螺旋相位板将 一束TDM高斯光束变换为一螺旋形波前的光束.两年后。Tubu等人19采用螺旋相位板实现了毫米 波段的厄米一高斯模到拉盖尔一高斯模式的变换 图4空间光调制器产生光学涡旋 图5螺旋相位板 25光学涡旋产生方法的优缺点比较 利用几何光学模式转换法能够得到很高的转换效率和很纯的光学涡旋.但是转换系统的结构都比 较复杂，各类元件的精度要求很高，而且相应的入射光束需要是高阶厄米一高斯光束，其本身就比较难 得到，因此，这种方法在实际应用中不够灵活. 计算全息图法产生光学涡旋具有灵活、快速、适应范围广的特点，是一种十分有效的方法.但这种方 法的衍射效率不是很高，同时还受到全息成像仪器分辨率的影响，通常只能产生较低阶的光学涡旋. 利用空间光调制器调制螺旋相位图产生光学涡旋的方法，能够根据需求比较灵活容易地控制光束 的各类参数。产生高质量的涡旋光束唯一的不足是空间光调制器有最高的能量阈值，不能处理高功率 的激光束. 使用螺旋相位板法产生涡旋光束能够实现较高的转换效率，并且可以用于高功率的激光光束.但一 个螺旋相位板理论上讲只能产生单一拓扑荷的涡旋光束，缺乏了空间光调制器的灵活性.此外加工高 质量螺旋相位板比较困难，且需要特殊的加工设备.但在一些需要处理高功率激光束或者小型化仪器 上，螺旋相位板是其他几种方法无法替代的.在实际应用中，通常根据实际情况，选择空间光调制器法或 螺旋相位板法来产生所需的光学涡旋 3光学涡旋产生方法的实验研究 在本文中，我们分别对液晶空间光调制器和螺旋相位板这两种产生光学涡旋的方法进行了实验研 究8-1 31液晶空间光调制器法的实验研究 在利用液晶空间光调制器产生光学涡旋的实验中，为了避免零级衍射光的干扰，我们在螺旋相位分 布上叠加了闪耀光栅相位，用以将涡旋光束与零级衍射光分开，以便得到优质的光学涡旋，如图6所示。 在螺旋相位图()上叠加闪耀光栅相位(b得到叉形光橱(9，. 在实验中，我们采用波长为532的半导体激光器做光源，激光经空间滤波器滤波、透镜准直，得 到一束平面波，入射到空间光调制器上，在Ho©公司生产的1C-R3000型空间光调制器上加载图6 (9中的叉形光栅来调制入射光，最后在焦距上500m的傅立叶变换透镜的焦平面上用CCD相机接 收衍射图像，图☑陯出了拓扑荷一30半徐下=m的螺族相位图对平面波钉射得到的涡族光束k
泰 山 学 院 学 报 第 32卷 过这种透明板时,由于螺旋相位板的螺旋形厚度使透射光束光程变化不同 ,引起的相位改变量也不同 , 透射光束将被赋予螺旋相位的特性, 形成光学涡旋 .Berjersbergen等人 [ 5] 在 1994年采用螺旋相位板将 一束 TEM00高斯光束变换为一螺旋形波前的光束.两年后, Turnbull等人 [ 6] 采用螺旋相位板实现了毫米 波段的厄米 -高斯模到拉盖尔 -高斯模式的变换 . 图 4 空间光调制器产生光学涡旋 图 5 螺旋相位板[ 7] 2.5 光学涡旋产生方法的优缺点比较 利用几何光学模式转换法能够得到很高的转换效率和很纯的光学涡旋.但是转换系统的结构都比 较复杂,各类元件的精度要求很高 ,而且相应的入射光束需要是高阶厄米 -高斯光束, 其本身就比较难 得到 ,因此 ,这种方法在实际应用中不够灵活 . 计算全息图法产生光学涡旋具有灵活、快速 、适应范围广的特点 ,是一种十分有效的方法 .但这种方 法的衍射效率不是很高 ,同时还受到全息成像仪器分辨率的影响 ,通常只能产生较低阶的光学涡旋 . 利用空间光调制器调制螺旋相位图产生光学涡旋的方法 ,能够根据需求比较灵活容易地控制光束 的各类参数,产生高质量的涡旋光束.唯一的不足是空间光调制器有最高的能量阈值, 不能处理高功率 的激光束 . 使用螺旋相位板法产生涡旋光束能够实现较高的转换效率 ,并且可以用于高功率的激光光束 .但一 个螺旋相位板理论上讲只能产生单一拓扑荷的涡旋光束 ,缺乏了空间光调制器的灵活性 .此外, 加工高 质量螺旋相位板比较困难,且需要特殊的加工设备.但在一些需要处理高功率激光束或者小型化仪器 上, 螺旋相位板是其他几种方法无法替代的 .在实际应用中 ,通常根据实际情况 ,选择空间光调制器法或 螺旋相位板法来产生所需的光学涡旋. 3 光学涡旋产生方法的实验研究 在本文中 ,我们分别对液晶空间光调制器和螺旋相位板这两种产生光学涡旋的方法进行了实验研 究 [ 8 -10] . 3.1 液晶空间光调制器法的实验研究 在利用液晶空间光调制器产生光学涡旋的实验中 ,为了避免零级衍射光的干扰 ,我们在螺旋相位分 布上叠加了闪耀光栅相位 ,用以将涡旋光束与零级衍射光分开, 以便得到优质的光学涡旋 ,如图 6所示 , 在螺旋相位图 (a)上叠加闪耀光栅相位(b)得到叉形光栅(c). 在实验中 ,我们采用波长为 532nm的半导体激光器做光源, 激光经空间滤波器滤波、透镜准直 ,得 到一束平面波 ,入射到空间光调制器上 ,在 Holoeye公司生产的 LC-R3000型空间光调制器上加载图 6 (c)中的叉形光栅来调制入射光 ,最后在焦距 f=500mm的傅立叶变换透镜的焦平面上用 CCD相机接 收衍射图像.图 7给出了拓扑荷 n=30,半径 R=3mm的螺旋相位图对平面波衍射得到的涡旋光束 . 74
第6期 陈君等：光学涡旋产生方法的分析与研究 75 (a) (b) (c) 图6叉形光栅合成原理图，(a)螺旋相位结构，(b)闪耀光栅，(c)叉形光栅 图7基于空间光调制器产生的涡旋光束(n=30】 32螺旋相位板法的实验研究 321螺旋相位板的设计与加工 图8原子力显微镜测得的螺旋相位结构中心部分的图像 理想螺旋相位板的相位是光滑和连续变化的，但当前的激光直写技术不容易实现.因此我们利用 16个台阶离散相位分布，相位差可以根据灰阶分布控制曝光强度来改变并且每个台阶的刻蚀深度应 该满足下面的公式： 16(男- (m=0↓215) (1) 其中入入射光波长，为对应这个波长的光刻胶折射率. 基于以上的分析，我们利用南开大学的DWI66激光直写仪（德国海德堡仪器公司生产）在光刻胶 上制作了拓扑荷-1的螺旋相位板图8给出了螺旋相位板中心区域的原子力显微镜扫描图，从中可 以看出，螺旋相位板是由16个台阶构成的，表面沿中心一周呈螺旋状分布. 322实验检测 我们对制作的螺旋相位板用632.8的氦氖激光进行了测试.利用两个平凸透镜将光束扩束、准 直，垂直入射到螺旋相位板上，然后用CCD相机采集衍射图样.图9是用CD在60厘米处采集到的螺 旋相位板对平面波菲涅尔衍射图样，从图中可以看出得到了一个圆环状且中心是暗斑的光束，这表明螺 旋相位板已经成功的产焦乙光学涡旄ectron Publishing House.All rights reserved,.htp:/www.cnki.nct
第 6期 陈君等 :光学涡旋产生方法的分析与研究 3.2 螺旋相位板法的实验研究 3.2.1 螺旋相位板的设计与加工 图 8 原子力显微镜测得的螺旋相位结构中心部分的图像 理想螺旋相位板的相位是光滑和连续变化的, 但当前的激光直写技术不容易实现.因此我们利用 16个台阶离散相位分布 ,相位差可以根据灰阶分布控制曝光强度来改变, 并且每个台阶的刻蚀深度应 该满足下面的公式 : h= mλ 16(n0 -1) (m=0, 1, 2, ., 15) (1) 其中 λ入射光波长 , n0为对应这个波长的光刻胶折射率. 基于以上的分析,我们利用南开大学的 DWL66激光直写仪 (德国海德堡仪器公司生产 )在光刻胶 上制作了拓扑荷 n=1的螺旋相位板, 图 8给出了螺旋相位板中心区域的原子力显微镜扫描图, 从中可 以看出,螺旋相位板是由 16个台阶构成的,表面沿中心一周呈螺旋状分布 . 3.2.2 实验检测 我们对制作的螺旋相位板用 632.8nm的氦氖激光进行了测试.利用两个平凸透镜将光束扩束 、准 直,垂直入射到螺旋相位板上 ,然后用 CCD相机采集衍射图样.图 9是用 CCD在 60厘米处采集到的螺 旋相位板对平面波菲涅尔衍射图样 ,从图中可以看出得到了一个圆环状且中心是暗斑的光束 ,这表明螺 旋相位板已经成功的产生了光学涡旋. 75
76 泰山学院学报 第32卷 图9螺旋相位板产生的涡旋光束（上1） 4结论 本文首先介绍了几种常用的产生光学涡旋的方法，分析和总结了这几种方法的优缺点，并对液晶空 间光调制器法和螺旋相位板法进行了实验研究。实现了基于空间光调制器的螺旋相位结构产生光学涡 旋的方法；利用激光直写加工技术制作了拓扑荷为1的螺旋相位板，并利用其产生了涡旋光束.这些高 效和灵活的光学涡旋产生方法将有力的推动涡旋光束在诸多方面的应用，比如光学微操作，量子信息 处理以及超分辨显微等. [参考文献] I M W.Beierbergep L Alle H Vanderveen et al Laser Male Conveners and Tmnser ofOrbita lAnguar-mamenum 1. 0 Pt Conm.1993(96. N B Heckenberg B Mduf C P Sith etal Generaton ofOptcalPhase Singulrities by Comnputer-genem ted Hokgrm 1. Oe14192(7). 【3到谢前森.螺旋相位板产生的光学涡旋及其光束特性研究[D.杭州：浙江大学，2007 4 JE Curtis B A Koss D G Grer Dyam ic HopgraphicOPtical Tweezert 1.OPt Comm,2002 (207). M W.BeR PCCM KisetHeaav FrntLaser BemsPdcewa Opt Conm.1994(112. GA Tumbull D A GM Sit et al The Gen ton offree a re-Gausan Males at M il lme ewave Fre quencies byUse of a Spiral Phase Pla Opt Comm 1996 127. 【7 S R Om mwsngh JA W.Ha and char mgh1手.APPI OP此.200443 I8 J Chep D E Kuang M Gyi Z I,Fang Generation ofOPtical Vortex Usng a SPiml Phase Phte Fabricad in Quartz by DirectLaser 26(12 g J Chen D E Kuang ZL Fang Properties of Fmuntofer Diffmctin by an Annuar Spml Phase Plate fr Sdlepbe Suppresin. Chin Ph Let20 26(9) -cTaWamwna4sSse Analsis and Research on Generatpn ofOpticalVortices CHEN Jun HU Cheng zhang (School of Physes andE ecwonic Engineerng Taishan Un iversit Taiap 271021 China) Abstract Op tical vortices are novel beamswith sp iral Phase front and Phase singularity Now the optical orices have been cused n its heory and applicatins his letter we first inuoduced severalmehods generae op tical vortices beams and ana lyzed the advantages and disadvantages of those mehods Finally we expermentally generated optical vortices beams usng spatial lightmodulator and spiral phase pate Key words optical vortices spatial lightmodulator spiral phase plate ?1994-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
泰 山 学 院 学 报 第 32卷 图 9 螺旋相位板产生的涡旋光束(n=1) 4 结论 本文首先介绍了几种常用的产生光学涡旋的方法 ,分析和总结了这几种方法的优缺点,并对液晶空 间光调制器法和螺旋相位板法进行了实验研究, 实现了基于空间光调制器的螺旋相位结构产生光学涡 旋的方法 ;利用激光直写加工技术制作了拓扑荷为 1的螺旋相位板 ,并利用其产生了涡旋光束.这些高 效和灵活的光学涡旋产生方法,将有力的推动涡旋光束在诸多方面的应用 ,比如光学微操作 ,量子信息 处理以及超分辨显微等 . [参考文献] [ 1] M.W.Beijersbergen, L.Allen, H.Vanderveen, etal.AstigmaticLaserModeConvertersandTransferofOrbitalAngular-momentum[ J] . Opt.Comm., 1993, (96). [ 2] N.R.Heckenberg, R.McDuff, C.P.Smith, etal.GenerationofOpticalPhaseSingularitiesbyComputer-generatedHolograms[ J] . Opt.Lett., 1992, (17). [ 3] 谢前森.螺旋相位板产生的光学涡旋及其光束特性研究[ D] .杭州:浙江大学, 2007. [ 4] J.E.Curtis, B.A.Koss, D.G.Grier.DynamicHolographicOpticalTweezers[ J] .Opt.Comm., 2002, (207). [ 5] M.W.Beijersbergen, R.P.C.Coerwinkel, M.Kristensen, etal.HelicalWaveFrontLaserBeamsProducedwithaSpiralPhasePlate[ J] . Opt.Comm., 1994, (112). [ 6] G.A.Turnbull, D.A.Robertson, G.M.Smith, etal.TheGenerationofFree-spaceLaguerre-GaussianModesatMillimeter-waveFrequenciesbyUseofaSpiralPhasePlate[ J] .Opt.Comm, 1996, 127. [ 7] S.S.R.Oemrawsingh, J.A.W.Houwelingen, E.R.Eliel, etal.Productionandcharacterizationofspiralphaseplatesforopticalwavelengths[ J] .Appl.Opt., 2004, 43. [ 8] J.Chen, D.F.Kuang, M.Gui, Z.L.Fang.GenerationofOpticalVortexUsingaSpiralPhasePlateFabricatedinQuartzbyDirectLaser WritingandInductivelyCoupledPlasmaEtching[ J] .Chin.Phys.Lett., 2009, 26(1). [ 9] J.Chen, D.F.Kuang, Z.L.Fang.PropertiesofFraunhoferDiffractionbyanAnnularSpiralPhasePlateforSidelobeSuppression[ J] . Chin.Phys.Lett., 2009, 26(9). [ 10] J.Chen, X.-C.Yuan, X.Zhao, Z.L.Fang, S.W.Zhu.GeneralizedApproachtoModifyingOpticalVorticeswithSuppressedSidelobes UsingBessel-likeFunctions[ J] .Opt.Lett., 2009, 34(21). AnalysisandResearchonGenerationofOpticalVortices CHENJun, HUCheng-zhong (SchoolofPhysicsandElectronicEngineering, TaishanUniversity, Tai'an, 271021, China) Abstract:Opticalvorticesarenovelbeamswithspiralphasefrontandphasesingularity.Nowtheoptical vorticeshavebeenfocusedonitstheoryandapplications.Inthisletter, wefirstintroducedseveralmethodsto generateopticalvorticesbeams, andanalyzedtheadvantagesanddisadvantagesofthosemethods.Finally, we experimentallygeneratedopticalvorticesbeamsusingspatiallightmodulatorandspiralphaseplate. Keywords:opticalvortices;spatiallightmodulator;spiralphaseplate 76