涡旋光束产生

由于这是一种独特类型的衍射光学元件，因此在激光束中产生涡旋光束是可能的。

如果利用极坐标描述光束的横向分布，则涡旋光束的相位分布为沿径向坐标表示为恒定的相位值，而相位随着角坐标发生变化。

如果我们在三维空间中绘制这种相位结构，这种相位模式将类似于螺旋式楼梯。

正因为如此，用于产生涡旋光束的衍射光学元件也被称为螺旋相位板。

当通过插入光学透镜将具有这种相位分布的光束进行聚焦时，得到点扩散函数，即焦点，呈现出相当独特的辐射照度分布。

在光束的正中央会有一个能量为零的束孔。

在传统的高斯光束中，该区域中聚焦点的中心具有更多的能量，因此，这种由涡旋光束产生的光束分布确实与其他光束不同。

周围圆环光束上的辐射照度分布（甜甜圈光束的直径和厚度）取决于涡旋光束的拓扑电荷。

拓扑电荷指的是角相位旋转一整圈360度的周期数。

在许多应用中，都可以利用这种类型的光束焦点分布。

例如，在天文学领域，成像仪器的点扩散函数可以通过某些方式进行修改，阻挡明亮物体（如恒星）的光线，而来自邻近物体的光则不受影响。

这种类型的天文仪器被称为日冕仪。

产生的涡旋光束也可以用于显微镜，特别是当需要高分辨率的时候。

有一种称为受激发射损耗显微技术或受激发射损耗 （STED）显微镜技术，它利用涡旋光束创建一种甜甜圈形状的辐射图案，将成像点包围起来。

这个成像光斑依次来自于另一个通道波长。

产生额外封闭光束（具有甜甜圈形状的光束）的目的旨在耗尽大部分成像光束中的荧光，只留下环形的中间部分，使得在该特定波长中，可以达到亚波长空间分辨率。

光学光刻工艺可以运用相同的原理，在集成电路中需要产生更小的特征尺寸。