光电工程学院屈军乐教授团队在《Nature Communications》上发表高水平论文

发表于 2018-11-29 17:51

     光电工程学院屈军乐教授团队与上海理工大学庄松林院士团队合作，在克服光波衍射效应的基础研究上取得重要突破，近日在Nature出版集团旗下子刊 《Nature Communications》上发表了题为《Free-space creation of ultralong anti-diffracting beam with multiple energy oscillations adjusted using optical pen》的文章（Doi: 10.1038/s41467-018-07282-y）。深圳大学是第一完成单位和通讯单位，该团队翁晓羽专职副研究员是第一作者，并与屈军乐教授和上海理工大学郭汉明教授为共同通讯作者。

      衍射是光波的本质特性之一。随着传播距离的增加，光波能量由于衍射效应会随之发散。克服光波衍射效应是光学领域的重要基础性问题之一，已经衍生出两个重要研究领域：空间光孤子研究和自由空间无衍射光束研究。由于需要依赖光与物质之间的非线性作用，空间光孤子只能在特殊材料中实现无衍射传播，极大地限制了空间光孤子的应用范围。虽然在理论上无衍射光束也存在于自由空间，然而，由于自由空间有限能量的限制，该光束仅能在非常有限的传播距离内保持无衍射。如何实现自由空间的超长无衍射光束已成为限制无衍射光束应用的瓶颈，但是对这一问题的解决远远超出目前我们对无衍射光束的理解。

      针对光学领域这一基础性问题，屈军乐教授团队与庄松林院士团队紧密合作，开创性地利用光与光自身的能量相互作用，提出一种基于多级能量振荡机理的超长无衍射光束产生方法。该光束的无衍射传播距离在一定程度上不再受限于自由空间的有限能量，仅取决于能量振荡次数。利用新型光学工具即光笔，可实现对该光束能量振荡次数的调控。这一光束的实现不仅刷新了人们对无衍射光束传播的理解，而且极大地推动了无衍射光束领域的发展，为自由空间光孤子的研究开创新篇章。这项工作同样在光学成像、光通信、激光诱导电流发射、微粒控制等方面具有重要的应用前景，对其他研究领域，比如电学、声学等，具有重要的借鉴意义。

      该研究得到了国家基础研究发展计划（973）课题 (2015CB352001)、国家自然科学基金项目(61525503/61620106016/11804232/61835009)、广东省自然科学基金创新团队(2014A030312008)以及广东省普通高校国际暨港澳台合作创新平台 (2015KGJHZ002)等资助。

        论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07282-y