上海理工大學莊松林院士領導的未來光學實驗室在時空光場調控研究領域再次取得重大進展，詹其文教授帶領的納米光子學團隊在國際頂級光子學期刊《自然-光子學》上發(fā)表封面文章“光學渦環(huán)”（Toroidal vortices of light），首次在光場中實現(xiàn)了渦環(huán)的拓撲態(tài)。最近，這一系列研究成果被美國光學學會（OPTICA，原OSA）評選為2022年全球光學與光電子學30項重大研究進展（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、光與物質相互作用以及光子對稱性和拓撲學具有重要意義。這個概念和保形映射方法可以很容易地擴展到其他譜段，如電子束、X 射線，甚至其他機械波，如聲學、流體力學和空氣動力學，為在更廣泛的學科中研究渦環(huán)及其應用提供了新的可能。
基于光學變換的理論和實驗方法，為三維復雜時空光場的生成和表征提供了嶄新的思路。光學渦環(huán)的誕生對環(huán)狀對稱電動力學、環(huán)狀對稱等離子物理、光學對稱和拓撲、量子物理、天體物理等理論研究，以及光學傳感、光操縱、光信息與能量傳遞等應用研究都將具有重要且深遠的意義。
該研究工作得到國家自然科學基金委“新型光場調控物理及應用重大研究計劃”重點項目(NSFC92050202)的資助。
《自然-光子學》2022年第7期封面文章
光學渦環(huán)被美國光學學會評為2022年光學30項重大進展
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：光電學院
