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艾里光束——弧線飛行的精靈

神秘

【艾里光束——弧線飛行的精靈】（）據EurekAlert!：非直線傳輸的艾里光束作為一種新型的光束受到了廣泛的關注 。目前，科學界已經在信息、生物、高能激光物理等多個重要領域探索了它的應用價值 。
發表在《科學通報》2013年第34期上的論文“艾里光束研究進展與應用前景”對艾里光束的研究現狀進行了評述 。該論文由南開大學的陳志剛教授和中國科學院光電研究院的張澤等人結合自身在艾里光束調控與應用方面的研究成果撰寫 。
目前 ， 光學應用領域存在一些特殊的需求 。比如，在生物醫學領域，人們希望光束“鑷子”能繞過障礙物將細胞體或藥物粒子等輸送到目標區域；在軍事上 ， 人們希望激光炮彈能夠不耗散能量并攻擊到掩體后面的威脅目標；在激光長距離傳輸中，人們希望光束能量自動向中心會聚以抑制發散等 。這些應用對光束的傳輸提出了新的要求：能量在光束橫向有規律、可控地移動 。不借助傳輸介質等外界條件實現該要求一直是科學界需要攻關的科學難題 。
基于Berry和Balazs在量子力學中的研究成果 ， Christodoulides等人類推地引入自彎曲傳輸的艾里光束 。該光束的產生促進了多個相關研究領域的發展和突破 。比如，基于艾里光束的自彎曲特性 ， 實現了微米粒子從一個容器到另一個容器的“光搬運”；結合艾里脈沖的不色散特性 ， 實現了可以自彎曲傳輸的“光子彈”；此外 ， 自會聚光束、自彎曲傳輸的電子束和等離子體激元的引導等也相繼基于艾里光束的概念被一一實現 。這些研究成果在各自領域引起了很大反響，大大提高了人們在這些領域研究和認識的水平 。
在多年與Christodoulides等教授的合作基礎上，陳志剛教授的研究小組在艾里光束相關研究領域有突出貢獻，其中包括首次實驗產生自會聚光束；實驗產生艾里表面等離子激元；基于艾里光束的“瓶頸”光束構建及微粒操控；以及對艾里光束傳輸行為的優化控制等 。這些結果已先后發表于Optics Letters和Physics Review Letter 上，且近兩年已被頻繁引用，并獲得了很好的反響 。
盡管科學界已經在艾里光束的研究領域取得了豐碩的成果 ， 但對于它的研究并沒有終止或減弱，而只是剛剛開始 。正如陳志剛教授在論文中評述到“艾里光束以及其他自加速光束在多個領域還具有更大的應用與發展前景” 。他認為 ， 艾里光束與若干研究領域具有很好的結合性 ， 可以創新出更多有意義、有價值的科學成果；同時，也可以推動艾里微波束、艾里聲波、艾里電子波等領域的發展，為人類的科學進步再做出重大貢獻 。