光学旋束：革新线性与非线性光学领域

光是我们感知周围世界的基本介质。在现代时代，光不仅可以以原始形式使用，还可以作为一种多功能工具。一般而言，光场携带能量和动量（包括线性动量和角动量）。由于光向物质施加线性动量，产生辐射压力；而固有自旋角动量（SAM）则与光的偏振状态相关联。携带光学轨道角动量（OAM）的光场——也称为光学旋束或相位奇点束——彻底革新了光学领域，并拓展了我们对光-物质相互作用过程的基本理解，涵盖多个尺度。光学旋束以扭曲相前沿和中心强度为空洞的特征标志其空间结构，已在从微粒捕获与操控到显微成像、光学通信以及量子信息科学等众多应用中发挥关键作用。本文重访光学旋束的基本概念，广泛讨论OAM在线性与非线性光学范畴中的应用。我们阐述了不同类型的旋束光束、产生与检测其OAM的技术方法以及其传播特性。特别强调了旋束光束在非线性 regime 中应用，以解释第二谐波产生、参数下转换以及高阶谐波产生等光学现象。UV至XUV波段上编码高阶OAM值的旋束光束，可能拓展其在高容量数据传输、受激耗竭显微镜、相位对比成像以及光学 tweezers 中的粒子捕获等领域的应用前景。