近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究團隊對時空渦旋光束的衍射特性進行了研究。該研究揭示了時空渦旋光束的衍射規(guī)律，并利用此規(guī)律提出了一種時空渦旋光束拓撲荷值快速檢測方法。相關(guān)成果以“Diffraction properties of light with transverse orbital angular momentum”為題發(fā)表在Optica上。 ]Kv q
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不同于以往常規(guī)空間渦旋光束其軌道角動量方向和光束傳播方向平行（縱向軌道角動量），時空渦旋光束相位奇點存在于時間空間域，其軌道角動量方向與光束傳播方向正交（橫向軌道角動量）。時空渦旋光束進一步拓展了光束的自由度，提高了人們對光的認識，其在多個領(lǐng)域也將具有特殊應用。常規(guī)多色光的衍射作為光波的一種基本行為已經(jīng)被人們熟悉，而目前關(guān)于攜帶橫向軌道角動量的光束的衍射特性研究還比較少；此外，目前也缺乏一種能快速檢測時空渦旋光束拓撲荷值的方法。 /#f^n]v  
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該團隊在前期對時空渦旋光束的產(chǎn)生和傳播特性進行了研究，獲得了時空渦旋光束的產(chǎn)生及傳播演化規(guī)律，相關(guān)成果發(fā)表在Optics Express，9(17)， 26995，（2021）。在此基礎上，他們進一步對時空渦旋光束的衍射特性進行了研究。 TXjloGv^  
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研究人員從理論和實驗上研究了時空渦旋光束的衍射特性。首先理論分析表明時空渦旋光束的衍射圖樣成多瓣結(jié)構(gòu)，而瓣的數(shù)量或者瓣間溝隙個數(shù)和拓撲荷值對應。比如對于拓撲荷值為l的時空渦旋光束，其衍射圖樣具有l(wèi)個瓣間溝隙。實驗結(jié)果和理論計算結(jié)果匹配。 jo}1u_OJ  
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利用時空渦旋光束的這種特殊衍射特性，他們提出了一種不同拓撲荷值時空渦旋光束的快速檢測方法，該簡便快速的方法在需要快速識別時空渦旋光束的地方具有潛在應用，比如基于時空渦旋光束的光通信等。該研究促進了人們對時空渦旋光束物理特性的認識，并有望加速時空渦旋光束的應用。 L7]]ZAH!1  
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相關(guān)工作得到國家自然科學基金，中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類），中科院儀器發(fā)展項目，上海市科學基金等項目支持。 `?"6l5d.]  
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原文鏈接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.449108