江苏激光联盟陈长军导读：

据悉，使用镜子、激光器和透镜可将光线弯曲成漩涡环。

来自国际合作机构的实验装置示意图。来源：Nature Photonics (2022). DOI: 10.1038/s41566-022-01013-y

《自然光子学》杂志公布了一项研究，利用镜子、激光器和透镜可将光弯曲成涡旋环。这是来自上海理工大学和代顿大学合作的研究小组的研究成果。他们在其他小组的研究基础上，在工作中观察到了涡旋环，然后从数学上设计了一个可以根据需要生成涡旋环的系统。

早在2016年，就有研究小组发现了这种现象：在适当的情况下，围绕中心管状脉冲旋转的强光脉冲有时会形成圆环状漩涡。这一发现引起了研究人员的兴趣，他们开始怀疑是否有可能根据需要制造出这样的漩涡环。

时空涡管到涡环保角映射的模拟。

他们首先研究了团队在2016年观察到的形成地层的性质和条件，并将数学应用于该问题。他们找到了一些解决方案，这些解决方案似乎表明了这些环是如何形成的——尤其是麦克斯韦方程组的解决方案，他们发现，可以用来生成所需的保形映射。

模拟光子环形涡旋的强度和相位信息。

研究人员将各种材料组合在一起，从而在现实世界中实现他们的数学解决方案。他们首先修改标准激光器，以产生特定类型的脉冲。他们增加了镜子、透镜、光栅和特殊类型的液晶屏，以便脉冲通过。每个部件都以特定的方式影响灯光。

研究人员注意到，该系统首先将光脉冲变为一个长而窄的形状，这使得光的其他部分有了旋转的空间。在另一束光穿过系统后，旋转的光结合在一起，就像龙卷风中的风一样，形成一个圆环。

实验产生的光子环形涡旋的强度和相位信息。

研究人员计划继续他们的工作，希望了解是否可以制造出其他漩涡形状。他们指出，他们的工作可以为其他人提供蓝图，帮助他们更好地理解自然形成的环形涡旋的形成。

来源：Pixabay/CC0 Public Domain

来源：Toroidal vortices of light, Nature Photonics (2022). DOI: 10.1038/s41566-022-01013-y

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