涡旋光镊：让粒子旋转跳跃！(3)

在与光轴垂直的方向上，如果光波带有渐变的相位梯度，光束动量流就会存在一个分量，从而对光场中的微粒产生一个垂直于光轴方向的力，称为相位梯度力。在相位梯度力作用下，聚焦面上的粒子将绕光轴中心旋转。
涡旋光束是有渐变相位梯度的光束。它具有螺旋形相位波前，携带有轨道角动量，从而产生相位梯度力，因此可以使粒子旋转。其携带的拓扑荷数m不同，螺旋形相位波前的形状不同，相位梯度力大小和方向不同。m的绝对值越大，相位梯度力越大，粒子转速越快，演示视频中使用的涡旋光束m值为18。m的正负影响粒子的旋向，调节入射光的偏振态同样可以达到这一目的。