研究生劉紅蓮在《Optics and Lasers in Engineering》發表光緻旋轉研究成果
近日，伟德国际1946官方网應用光學研究中心胡友友副教授團隊在激光技術及光場調控方面取得研究進展，在國際知名光學期刊《Optics and Lasers in Engineering》（中科院工程技術大類2區，影響因子：3.5）上發表研究論文《Controllable optically induced rotation based on rotationally-symmetric power-exponent-phase vortex beams with high-efficiency》(DOI: 10.1016/j.optlaseng.2024.108782)，我院2022級碩士研究生劉紅蓮為論文第一作者，胡友友副教授為該論文通訊作者，伟德国际1946官方网為第一署名單位。
光緻旋轉效應是指當光與物體相互作用時，光子攜帶的角動量傳遞給物體，從而使物體在光扭矩的作用下産生轉動的現象，作為一種特殊而重要的光學微操作技術，在生物物理學、原子物理學、納米技術等領域得到廣泛應用。近年來，如何設計一種高效、低損傷、可調控的光學微操縱方案，以提升粒子捕獲穩定性、旋轉速率靈活性，降低激光功率等需求，成為當前研究的重要方向。貝塞爾-高斯幂指數相位渦旋光束(BG-RPVBs)不僅具有旋轉對稱幂指數相位渦旋光束的空間特性，還具有貝塞爾-高斯光束的傳輸特性以及長焦深特性，在光緻旋轉領域占據獨特優勢。該論文基于BG-RPVBs實現了一種高效、可控、高度靈活的光緻旋轉效應。
圖1. 基于BG-RPVBs的光緻旋轉實驗裝置圖
該論文設計并搭建了一套基于BG-RPVBs光緻旋轉裝置。由激光器發出的高斯光束經過SLM進行光束整形後入射至倒置顯微物鏡中進行緊聚焦形成三維光場，在CMOS相機上獲得光緻旋轉視頻圖像。通過調控光束的拓撲電荷和幂指數，可以控制粒子在低激光功率下的旋轉。驅動粒子旋轉的BG-RPVBs光阱的拓撲電荷阈值為l=8，旋轉的最佳值為拓撲電荷l=12和幂指數n=2。