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高能激光可以自行聚成“时空光漩涡”

发布时间:2016-09-12

  美国马里兰大学官网近日发布新闻公报称,该校物理学家发现高能激光在行进中能自行聚焦形成烟圈状漩涡,这种名为“时空光漩涡”(STOVs)的三维光学结构在所有激光中普遍存在,并且很容易人工制造。新发现有可能对30多年来高能激光研究领域出现的异常结果和现象给出答案,扩展高清显微镜等使用激光装置的应用领域。

  一般光束以直线形式前进,并随着行进中的能量损耗,光束会越来越粗,但高能激光以螺旋方式前进,像鞋带一样扭曲打结形成光漩涡。科学家们以前发现过很多空间光漩涡,比如“光学角动量”漩涡,这些漩涡能改变中心光束的形状,在高清显微镜、通讯等领域运用广泛。

  科学家最新发现的烟圈状三维“时空光漩涡”结构

  发表在《物理评论》杂志上的这一新发现认为,三维“时空光漩涡”与一般激光漩涡不同,它不仅具有空间动态性,还具有时间动态性,这意味着它在保持空间静止状态的同时也能随着光束前行,用来操控粒子以光速前进再好不过。论文高级作者霍华德·米切伯格表示:“激光已经被研究几十年了,‘时空光漩涡’就潜伏在我们眼皮底下,就像看见一条河却忽视里面的水流一样,高能激光中的‘时空光漩涡’被我们长期忽视了。深入研究‘时空光漩涡’的物理特性和理论,将填补激光基础研究领域的许多空白。”

  “时空光漩涡”在光圈内流动,再沿着外圈返回,它在以光速随着激光前行中能控制能量不从周围流失。“时空光漩涡”在任何激光中都能找到,必将带来更加实际的运用,比如设计清晰度更高的光学显微镜、增加光纤通讯线路的带宽等。

关键词: 高能激光可以自行聚成“时空光漩涡”

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