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光镊是基于光的物理性质实现的工具，具有非接触和非侵入性特点。在生命科学领域，凝聚态物理及原子冷却和捕获等领域光镊都是不可缺少的工具。而光学旋涡由于其独特性质在原子冷却，量子信息和光学捕获上得到广泛的研究和应用。光镊在引入光学旋涡后其操控能力有了很大的扩展，可以用于捕获低折射率粒子和实现光学扳手及微马达等特殊用途。
在产生光学旋涡的器件中，Wedge由于其结构简单衍射效率高以及适用于多波长的特点得到人们的重视和研究，但是其光学旋涡的质量较差的缺点大大限制了wedge的应用。本论文围绕着wedge产生的光学旋涡质量提高及其应用进行深入系统的研究。
本文首先介绍了光镊的基本原理和基本结构，并对光学旋涡和轨道角动量的基本原理及其之间的关系作了介绍，概括了产生光学旋涡的各种方法。
其次对wedge进行了研究，发现其远场光学旋涡偏离中心的缺点，提出了对称双wedge模型加以改善，并分析了两者的轨道角动量谱，解释光束偏离对轨道角动量谱的影响。使用电子束直写技术在光刻胶上制作了双wedge微光学位相元件，用来取代螺旋位相片(Spiral Phase Plate，简称SPP)用于光镊系统，并实现了粒子捕获和微粒马达。然后在实验上验证了双wedge同样具有适用于多波长的特性。
再次分析双wedge的光束特性，发现wedge位相突变边缘引起的频谱面上的衍射条纹这些高频成分是使其光学旋涡变差的主要因素；使用2f光学低通滤波系统滤除高频成分来提高其光学旋涡质量，使光学旋涡强度分布Q值接近于1；给出了最佳的低通滤波孔径范围，同时使用轨道角动量谱成分分析表明-1分量纯度接近100％。
最后用滤波后的高质量光学旋涡代替SPP产生径向偏振光，并对比了不使用滤波系统时所产生的径向偏振光，说明使用wedge滤波后的光学旋涡可以产生高质量径向偏振光。