1、左手介質是近年來人工合成的一種新奇的材料，它同時具有負的介電常數(shù)和負的磁導率，電磁波在這種介質中傳播時，其電場、磁場和波矢構成左手螺旋關系。目前，已經(jīng)能夠從微波段到紅外甚至光波段實現(xiàn)左手介質，這種進展對材料、物理、電子、通信等領域產(chǎn)生了革命性的影響。結合左手介質的獨特性質和傳統(tǒng)的激光光學基本原理研究渦旋光束在左手介質中的傳輸特性，既有重要的科學意義，同時對發(fā)展全新的光控光技術和新型光電子器件有實際應用價值。本文的主要工作和取得的成果如下

2、： 第一，利用角譜理論推導了左手介質中拉蓋爾-高斯光束的傳輸方程，理論證明左手介質折射率為負的特性導致拉蓋爾-高斯光束具有逆gouy相移，而逆gouy相移進一步導致光束的相位波前螺旋方向發(fā)生反轉。此外，揭示了左手介質折射率為負的特性導致拉蓋爾.高斯光束橫向能流方向發(fā)生反轉的物理機制。 第二，研究由等頻率、等束腰寬度、同軸傳輸?shù)睦w爾-高斯光束疊加而成的多模拉蓋爾-高斯光束在左手介質中的渦旋特性，理論證明左手介質負的折射率

3、導致拉蓋爾-高斯光束分量具有負的瑞利距離和逆gouy相移，后者導致多模拉蓋爾-高斯光束橫向光場的旋轉方向發(fā)生反轉；進一步研究發(fā)現(xiàn)，左手介質負的磁導率導致光束橫向能流方向反轉。此外，討論了左手介質的損耗對渦旋光束角動量密度方向的影響。當忽略介質的損耗時多模拉蓋爾-高斯光束的角動量密度方向始終反平行于橫向能流方向。當考慮介質的損耗時多模拉蓋爾-高斯光束的角動量密度方向可以平行或反平行于橫向能流方向。 最后，研究了左手介質的色散特性對

4、旋轉厄米-高斯光束的影響。理論證明，由反手性、等束腰寬度、頻率不同的兩拉蓋爾-高斯光束疊加而成的旋轉厄米-高斯光束的傳輸特性不僅與色散的符號有關，同時與色散的強度有關。當光束的中心頻率在正常色散區(qū)時，由于左手介質折射率為負的特性導致了其橫向能流方向發(fā)生反轉；當光束的中心頻率在反常色散區(qū)時，光束的橫向能流方向有可能反轉或不反轉，依介質的色散強度而定。此外，發(fā)現(xiàn)左手介質中旋轉厄米-高斯光束的角動量密度方向與橫向能流方向為平行或反平行的關系，