近日，西安電子科技大學(xué)物理學(xué)院郭立新教授團(tuán)隊(duì)，與南非金山大學(xué)院士Andrew Frobes教授合作，共同探討軌道角動(dòng)量(OAM)在光學(xué)計(jì)量學(xué)的應(yīng)用前景，解析了渦旋光束在光學(xué)計(jì)量學(xué)中的基本原理及其重要進(jìn)展。

　　相比于傳統(tǒng)光束，渦旋光束具備更高維度的信息傳遞能力，能夠通過(guò)線性與旋轉(zhuǎn)多普勒效應(yīng)，精確測(cè)量物體的三維運(yùn)動(dòng)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)和平移速度。

　　渦旋光束的軌道角動(dòng)量譜可以作為獨(dú)特的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，讓計(jì)量分析能力跨越式提升，這一技術(shù)已在微尺度工程、生物醫(yī)學(xué)、深空探索、量子傳感等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。光學(xué)計(jì)量的未來(lái)，不再局限于對(duì)光的一維屬性(如強(qiáng)度的利用)，而是逐步邁向?qū)︻l率、相位、極化和OAM等多重物理屬性的全面整合。“這將帶來(lái)一個(gè)全新的數(shù)據(jù)處理時(shí)代，大幅度提升計(jì)量的精度、廣度與靈敏度，為未來(lái)科技的發(fā)展提供更強(qiáng)大的支持。”郭立新說(shuō)。

　　此次，西電科大聯(lián)合團(tuán)隊(duì)向人們展示了如何利用攜帶OAM的扭曲光束，在光學(xué)計(jì)量中建立新的范式。通過(guò)觀察依賴于OAM和偏振的頻率變化，利用現(xiàn)代多普勒效應(yīng)的解釋，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三維運(yùn)動(dòng)粒子位置的跟蹤，研究成果不僅涵蓋了經(jīng)典的光學(xué)計(jì)量，還探討了在量子糾纏疊加態(tài)和單光子態(tài)中應(yīng)用OAM的潛力，向量子領(lǐng)域的過(guò)渡，有望通過(guò)減少測(cè)量次數(shù)來(lái)降低噪聲，從而提升準(zhǔn)確性和精度。

　　(記者任娜 通訊員程明建)