一項(xiàng)光學(xué)領(lǐng)域的全球重大進(jìn)展，在中國上海得以實(shí)現(xiàn)。來自美國、南非、以色列等全國各個(gè)國家的學(xué)者，這段時(shí)間都迫切希望加強(qiáng)與上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)系，從這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(gè)全新的光場，同時(shí)兼具時(shí)間和空間的流動(dòng)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(dòng)的同時(shí)也能在時(shí)間領(lǐng)域中移動(dòng)，生成了攜帶橫向光子軌道角動(dòng)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(shí)，光子能流圍繞一個(gè)隨波包移動(dòng)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(shí)驗(yàn)展示了具有時(shí)空渦旋相位并攜帶光子橫向軌道角動(dòng)量的新型光場，開創(chuàng)了一個(gè)全新的光子軌道角動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)臺(tái)上展示眼前這個(gè)“阿里巴巴的寶庫”。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)

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(gè)時(shí)空交錯(cuò)的新光場下，進(jìn)行各種各樣的研究，因?yàn)檫@個(gè)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(duì)，要做研究得趕緊加快速度，緊迫感特別強(qiáng)烈。”中國工程院院士、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(shí)，詹其文團(tuán)隊(duì)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(gè)小時(shí)后，他就收到了以色列同行的郵件，對方在表示祝賀的同時(shí)，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(jì)量局的實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(shí)驗(yàn)室就都能做出颶風(fēng)光場。然后，大家就可以在這個(gè)新光場條件下做不同的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。”

圖為莊松林（右）與詹其文（左）在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)前展示颶風(fēng)光場。