上海理工大學(xué)莊松林院士領(lǐng)導(dǎo)的未來光學(xué)實驗室在時空光場調(diào)控研究領(lǐng)域再次取得重大進(jìn)展，詹其文教授帶領(lǐng)的納米光子學(xué)團(tuán)隊在國際頂級光子學(xué)期刊《自然-光子學(xué)》上發(fā)表封面文章“光學(xué)渦環(huán)”（Toroidal vortices of light），首次在光場中實現(xiàn)了渦環(huán)的拓?fù)鋺B(tài)。最近，這一系列研究成果被美國光學(xué)學(xué)會（OPTICA，原OSA）評選為2022年全球光學(xué)與光電子學(xué)30項重大研究進(jìn)展（Optics in 2022, Optics & Photonics News）。
該研究在理論上證明了光子渦環(huán)是麥克斯韋方程的一個新解并在實驗上加以驗證。光子渦旋環(huán)的制備對于研究環(huán)形電動力學(xué)、光與物質(zhì)相互作用以及光子對稱性和拓?fù)鋵W(xué)具有重要意義。這個概念和保形映射方法可以很容易地擴(kuò)展到其他譜段，如電子束、X 射線，甚至其他機(jī)械波，如聲學(xué)、流體力學(xué)和空氣動力學(xué)，為在更廣泛的學(xué)科中研究渦環(huán)及其應(yīng)用提供了新的可能。
基于光學(xué)變換的理論和實驗方法，為三維復(fù)雜時空光場的生成和表征提供了嶄新的思路。光學(xué)渦環(huán)的誕生對環(huán)狀對稱電動力學(xué)、環(huán)狀對稱等離子物理、光學(xué)對稱和拓?fù)?、量子物理、天體物理等理論研究，以及光學(xué)傳感、光操縱、光信息與能量傳遞等應(yīng)用研究都將具有重要且深遠(yuǎn)的意義。
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金委“新型光場調(diào)控物理及應(yīng)用重大研究計劃”重點項目(NSFC92050202)的資助。
《自然-光子學(xué)》2022年第7期封面文章
光學(xué)渦環(huán)被美國光學(xué)學(xué)會評為2022年光學(xué)30項重大進(jìn)展
論文鏈接:
1. https://www.nature.com/articles/s41566-022-01013-y
2. https://www.optica-opn.org/home/articles/volume_33/december_2022/extras/toroidal_vortices_of_light/
3. https://www.optica-opn.org/home/articles/volume_33/december_2022/features/optics_in_2022/
供稿：光電學(xué)院
