艾里光束——弧线飞行的精灵 _神秘

【艾里光束——弧线飞行的精灵】（）据EurekAlert!：非直线传输的艾里光束作为一种新型的光束受到了广泛的关注。目前，科学界已经在信息、生物、高能激光物理等多个重要领域探索了它的应用价值。
发表在《科学通报》2013年第34期上的论文“艾里光束研究进展与应用前景”对艾里光束的研究现状进行了评述。该论文由南开大学的陈志刚教授和中国科学院光电研究院的张泽等人结合自身在艾里光束调控与应用方面的研究成果撰写。
目前，光学应用领域存在一些特殊的需求。比如，在生物医学领域，人们希望光束“镊子”能绕过障碍物将细胞体或药物粒子等输送到目标区域；在军事上，人们希望激光炮弹能够不耗散能量并攻击到掩体后面的威胁目标；在激光长距离传输中，人们希望光束能量自动向中心会聚以抑制发散等。这些应用对光束的传输提出了新的要求：能量在光束横向有规律、可控地移动。不借助传输介质等外界条件实现该要求一直是科学界需要攻关的科学难题。
基于Berry和Balazs在量子力学中的研究成果， Christodoulides等人类推地引入自弯曲传输的艾里光束。该光束的产生促进了多个相关研究领域的发展和突破。比如，基于艾里光束的自弯曲特性，实现了微米粒子从一个容器到另一个容器的“光搬运”；结合艾里脉冲的不色散特性，实现了可以自弯曲传输的“光子弹”；此外，自会聚光束、自弯曲传输的电子束和等离子体激元的引导等也相继基于艾里光束的概念被一一实现。这些研究成果在各自领域引起了很大反响，大大提高了人们在这些领域研究和认识的水平。
在多年与Christodoulides等教授的合作基础上，陈志刚教授的研究小组在艾里光束相关研究领域有突出贡献，其中包括首次实验产生自会聚光束；实验产生艾里表面等离子激元；基于艾里光束的“瓶颈”光束构建及微粒操控；以及对艾里光束传输行为的优化控制等。这些结果已先后发表于Optics Letters和Physics Review Letter 上，且近两年已被频繁引用，并获得了很好的反响。
尽管科学界已经在艾里光束的研究领域取得了丰硕的成果，但对于它的研究并没有终止或减弱，而只是刚刚开始。正如陈志刚教授在论文中评述到“艾里光束以及其他自加速光束在多个领域还具有更大的应用与发展前景” 。他认为，艾里光束与若干研究领域具有很好的结合性，可以创新出更多有意义、有价值的科学成果；同时，也可以推动艾里微波束、艾里声波、艾里电子波等领域的发展，为人类的科学进步再做出重大贡献。