上海理工大学庄松林院士领导的未来光学实验室在时空光场调控研究领域再次取得重大进展，詹其文教授带领的纳米光子学团队在国际顶级光子学期刊《自然-光子学》上发表封面文章“光学涡环”（Toroidal vortices of light），首次在光场中实现了涡环的拓扑态。最近，这一系列研究成果被美国光学学会（OPTICA，原OSA）评选为2022年全球光学与光电子学30项重大研究进展（Optics in 2022, Optics & Photonics News）。
该研究在理论上证明了光子涡环是麦克斯韦方程的一个新解并在实验上加以验证。光子涡旋环的制备对于研究环形电动力学、光与物质相互作用以及光子对称性和拓扑学具有重要意义。这个概念和保形映射方法可以很容易地扩展到其他谱段，如电子束、X 射线，甚至其他机械波，如声学、流体力学和空气动力学，为在更广泛的学科中研究涡环及其应用提供了新的可能。
基于光学变换的理论和实验方法，为三维复杂时空光场的生成和表征提供了崭新的思路。光学涡环的诞生对环状对称电动力学、环状对称等离子物理、光学对称和拓扑、量子物理、天体物理等理论研究，以及光学传感、光操纵、光信息与能量传递等应用研究都将具有重要且深远的意义。
该研究工作得到国家自然科学基金委“新型光场调控物理及应用重大研究计划”重点项目(NSFC92050202)的资助。
《自然-光子学》2022年第7期封面文章
光学涡环被美国光学学会评为2022年光学30项重大进展
论文链接:
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：光电学院
