科學家最新發現：高能激光可自行聚成三維“時空光漩渦”

科學家最新發現的煙圈狀三維“時空光漩渦”結構。

　　美國馬里蘭大學官網近日發布新聞公報稱，該校物理學家發現高能激光在行進中能自行聚焦形成煙圈狀漩渦，這種名為“時空光漩渦”（STOVs）的三維光學結構在所有激光中普遍存在，并且很容易人工制造。新發現有可能對30多年來高能激光研究領域出現的異常結果和現象給出答案，擴展高清顯微鏡等使用激光裝置的應用領域。

　　一般光束以直線形式前進，并隨著行進中的能量損耗，光束會越來越粗，但高能激光以螺旋方式前進，像鞋帶一樣扭曲打結形成光漩渦。科學家們以前發現過很多空間光漩渦，比如“光學角動量”漩渦，這些漩渦能改變中心光束的形狀，在高清顯微鏡、通訊等領域運用廣泛。

　　發表在《物理評論》雜志上的這一新發現認為，三維“時空光漩渦”與一般激光漩渦不同，它不僅具有空間動態性，還具有時間動態性，這意味著它在保持空間靜止狀態的同時也能隨著光束前行，用來操控粒子以光速前進再好不過。論文高級作者霍華德·米切伯格表示：“激光已經被研究幾十年了，‘時空光漩渦’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‘時空光漩渦’被我們長期忽視了。深入研究‘時空光漩渦’的物理特性和理論，將填補激光基礎研究領域的許多空白。”

　　“時空光漩渦”在光圈內流動，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。“時空光漩渦”在任何激光中都能找到，必將帶來更加實際的運用，比如設計清晰度更高的光學顯微鏡、增加光纖通訊線路的帶寬等。