一項光學(xué)領(lǐng)域的全球重大進(jìn)展，在中國上海得以實現(xiàn)。來自美國、南非、以色列等全國各個國家的學(xué)者，這段時間都迫切希望加強(qiáng)與上海理工大學(xué)光電信息與計算機(jī)工程學(xué)院實驗室的聯(lián)系，從這個實驗室里誕生的“光子颶風(fēng)”新場景，就像是一把打開阿里巴巴寶庫的“密鑰”——擁有無窮的想象空間。

這是一個全新的光場，同時兼具時間和空間的流動性能。它的運(yùn)作原理，就像是“光子颶風(fēng)”，讓光子像颶風(fēng)一樣，能在一條橫軸上不斷向前移動的同時也能在時間領(lǐng)域中移動，生成了攜帶橫向光子軌道角動量的超短脈沖光學(xué)波包。這一新型光波包在光子能量快速向前傳輸?shù)耐瑫r，光子能流圍繞一個隨波包移動的橫向軸旋轉(zhuǎn)，從而形成光子“颶風(fēng)”。

這種全新的“颶風(fēng)”光場，創(chuàng)造性地將超快脈沖光領(lǐng)域和空間光場調(diào)控領(lǐng)域“合二為一”，首次從理論到實驗展示了具有時空渦旋相位并攜帶光子橫向軌道角動量的新型光場，開創(chuàng)了一個全新的光子軌道角動量自由度。

“看，這就是我們制作出來的新光場�！鄙侠砉す鈱W(xué)實驗室里，“颶風(fēng)光場”的創(chuàng)造者、詹其文教授拿著一張黑色的卡片，在實驗臺上展示眼前這個“阿里巴巴的寶庫”。實驗桌上，擺滿了各種各樣的固定光學(xué)儀器，這些儀器相互作用后，一束光打下來，就能形成像颶風(fēng)一樣的光束。

圖為光子實驗平臺

這種光束，在光學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)家們眼中，就是“大寶貝”。他們可以在這樣一個時空交錯的新光場下，進(jìn)行各種各樣的研究，因為這個光場是全新的，因此基于該光場所作的疊加研究，也都是全新的。

“我一直在督促研究團(tuán)隊，要做研究得趕緊加快速度，緊迫感特別強(qiáng)烈�！敝袊�工程院院士、光電學(xué)院院長莊松林最早感受到這種緊迫感，是在2020年2月。當(dāng)時，詹其文團(tuán)隊關(guān)于颶風(fēng)光場的研究剛剛在線刊登在世界光學(xué)頂尖期刊《自然-光子學(xué)》上，幾個小時后，他就收到了以色列同行的郵件，對方在表示祝賀的同時，特別關(guān)心“颶風(fēng)”光場的的具體制作過程；很快美國國家標(biāo)準(zhǔn)計量局的實驗室也在論文基礎(chǔ)上重復(fù)出了類似的新光場場并開展了進(jìn)一步的研究。彼時，新冠疫情正在全球蔓延，但詹其文的這篇論文仍在全球光學(xué)圈激起了極大的波瀾�！按蠹叶加蓄愃频脑O(shè)備，只要知道我們的想法和原理，全世界各國的光學(xué)實驗室就都能做出颶風(fēng)光場。然后，大家就可以在這個新光場條件下做不同的創(chuàng)新型實驗�！�

圖為莊松林（右）與詹其文（左）在實驗平臺前展示颶風(fēng)光場。