美國馬里蘭大學(xué)官網(wǎng)近日發(fā)布新聞公報(bào)稱，該校物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)高能激光在行進(jìn)中能自行聚焦形成煙圈狀漩渦，這種名為“時(shí)空光漩渦”（STOVs）的三維光學(xué)結(jié)構(gòu)在所有激光中普遍存在，并且很容易人工制造。新發(fā)現(xiàn)有可能對30多年來高能激光研究領(lǐng)域出現(xiàn)的異常結(jié)果和現(xiàn)象給出答案，擴(kuò)展高清顯微鏡等使用激光裝置的應(yīng)用領(lǐng)域。
一般光束以直線形式前進(jìn)，并隨著行進(jìn)中的能量損耗，光束會越來越粗，但高能激光以螺旋方式前進(jìn)，像鞋帶一樣扭曲打結(jié)形成光漩渦。科學(xué)家們以前發(fā)現(xiàn)過很多空間光漩渦，比如“光學(xué)角動(dòng)量”漩渦，這些漩渦能改變中心光束的形狀，在高清顯微鏡、通訊等領(lǐng)域運(yùn)用廣泛。
發(fā)表在《物理評論》雜志上的這一新發(fā)現(xiàn)認(rèn)為，三維“時(shí)空光漩渦”與一般激光漩渦不同，它不僅具有空間動(dòng)態(tài)性，還具有時(shí)間動(dòng)態(tài)性，這意味著它在保持空間靜止?fàn)顟B(tài)的同時(shí)也能隨著光束前行，用來操控粒子以光速前進(jìn)再好不過。論文高級作者霍華德·米切伯格表示：“激光已經(jīng)被研究幾十年了，‘時(shí)空光漩渦’就潛伏在我們眼皮底下，就像看見一條河卻忽視里面的水流一樣，高能激光中的‘時(shí)空光漩渦’被我們長期忽視了。深入研究‘時(shí)空光漩渦’的物理特性和理論，將填補(bǔ)激光基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的許多空白。”
“時(shí)空光漩渦”在光圈內(nèi)流動(dòng)，再沿著外圈返回，它在以光速隨著激光前行中能控制能量不從周圍流失。“時(shí)空光漩渦”在任何激光中都能找到，必將帶來更加實(shí)際的運(yùn)用，比如設(shè)計(jì)清晰度更高的光學(xué)顯微鏡、增加光纖通訊線路的帶寬等。
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