研究生刘红莲在《Optics and Lasers in Engineering》发表光致旋转研究成果
近日，188bet官网入口应用光学研究中心胡友友副教授团队在激光技术及光场调控方面取得研究进展，在国际知名光学期刊《Optics and Lasers in Engineering》（中科院工程技术大类2区，影响因子：3.5）上发表研究论文《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级硕士研究生刘红莲为论文第一作者，胡友友副教授为该论文通讯作者，江苏科技大学为第一署名单位。
光致旋转效应是指当光与物体相互作用时，光子携带的角动量传递给物体，从而使物体在光扭矩的作用下产生转动的现象，作为一种特殊而重要的光学微操作技术，在生物物理学、原子物理学、纳米技术等领域得到广泛应用。近年来，如何设计一种高效、低损伤、可调控的光学微操纵方案，以提升粒子捕获稳定性、旋转速率灵活性，降低激光功率等需求，成为当前研究的重要方向。贝塞尔-高斯幂指数相位涡旋光束(BG-RPVBs)不仅具有旋转对称幂指数相位涡旋光束的空间特性，还具有贝塞尔-高斯光束的传输特性以及长焦深特性，在光致旋转领域占据独特优势。该论文基于BG-RPVBs实现了一种高效、可控、高度灵活的光致旋转效应。
图1. 基于BG-RPVBs的光致旋转实验装置图
该论文设计并搭建了一套基于BG-RPVBs光致旋转装置。由激光器发出的高斯光束经过SLM进行光束整形后入射至倒置显微物镜中进行紧聚焦形成三维光场，在CMOS相机上获得光致旋转视频图像。通过调控光束的拓扑电荷和幂指数，可以控制粒子在低激光功率下的旋转。驱动粒子旋转的BG-RPVBs光阱的拓扑电荷阈值为l=8，旋转的最佳值为拓扑电荷l=12和幂指数n=2。