近日，西安電子科技大學物理學院教師李春艷與俄羅斯科學院光譜學研究所教授YaroslavV.Kartashov合作，在非線性光學領域取得重要理論研究突破。研究成果于近日發(fā)表在物理學領域頂級期刊《物理評論快報》上。李春艷老師為該論文的第一作者和唯一通訊作者，西安電子科技大學物理學院為第一署名單位和第一通訊單位。

該研究創(chuàng)新性地提出了一種僅采用自散焦非線性介質(zhì)和局域增益的耗散方程，實現(xiàn)了穩(wěn)定的高拓撲荷渦旋光孤子，建立了研究光學孤子的全新物理模型。該模型打破了24年來關于耗散孤子研究的傳統(tǒng)認知，為在各類耗散系統(tǒng)中實現(xiàn)穩(wěn)定的高拓撲荷渦旋孤子開辟了新的研究方向。該項研究打破了人們對耗散光孤子研究的傳統(tǒng)認知，創(chuàng)新性地提出了一種僅采用三次自散焦非線性和線性局域增益的簡化模型，在極低的功率水平下獲得了穩(wěn)定的高拓撲荷渦旋孤子。研究人員還發(fā)現(xiàn)，此類渦旋孤子起源于增益-誘導線性模，這也是增益-誘導這一概念提出近20年來，首次發(fā)現(xiàn)其可以支持攜帶拓撲荷的線性模。

相關研究成果為在諸如極化激元微腔、非線性結(jié)構微腔、激光系統(tǒng)等各類耗散物理系統(tǒng)中實現(xiàn)穩(wěn)定的高拓撲荷渦旋孤子提供了理論和實驗上的指導。在實際應用中，渦旋態(tài)可以作為以拓撲荷的大小或正負為編碼的信息載體進行通信、實現(xiàn)數(shù)字螺旋成像、粒子操縱和高分辨率成像、緊湊的渦旋激光器等，穩(wěn)定的高拓撲荷渦旋光孤子以及拓撲荷數(shù)不同的渦旋態(tài)之間的轉(zhuǎn)換將極大促進上述應用的發(fā)展。

據(jù)了解，《物理評論快報》是美國物理學會于1958年創(chuàng)辦的世界著名物理學頂級刊物，致力于發(fā)表物理學各個領域原創(chuàng)性強且極具重要影響的物理學最新研究成果，并對全球科學社群起著重要的引領作用，其ESI總引用排名長期位于物理學學科第一位。