美國(guó)馬里蘭大學(xué)官網(wǎng)近日發(fā)布新聞公報(bào)稱(chēng),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(duì)30多年來(lái)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(huì)越來(lái)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??茖W(xué)家們以前發(fā)現(xiàn)過(guò)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(píng)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(lái)操控粒子以光速前進(jìn)再好不過(guò)。論文高級(jí)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(jiàn)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(zhǎng)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?chē)魇А?ldquo;時(shí)空光漩渦”在任何激光中都能找到,必將帶來(lái)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。