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观察到螺旋脉冲 - 飞行的电磁海螺
一支国际团队成功观测到螺旋电磁脉冲，克服挑战，为先进技术应用创造扭曲光。
来源:Scientific Inquirer来自中国、新加坡和西班牙的一个国际研究小组报告了首次对螺旋电磁脉冲的实验观察，螺旋电磁脉冲是一种长期寻找的、扭曲空间和时间的光形式。与仅在空间结构中螺旋的传统涡旋光束不同，螺旋脉冲是单周期波包，其场图案在空间和时间上同时旋转。
螺旋脉冲的概念在二十多年前就已在理论著作中引入，但由于需要极高的带宽和精确的时空耦合，实际产生被认为极具挑战性。这项新工作通过开发两条在截然不同的频率范围内运行的独立实验路线克服了这些障碍。
在光学领域，研究人员通过从称为环形脉冲的结构化母波形开始，然后通过偏振控制分离其内部手性分量来生成脉冲。他们使用超短激光源、超表面和偏振光学器件，分离出近乎线性偏振的螺旋脉冲，并通过基于衍射的测量直接可视化其特征扭曲场。结果显示出很强的时空不可分性和清晰的三维螺旋场结构。
在微波领域，该团队通过从专门设计的超宽带双臂螺旋天线直接辐射螺旋脉冲来创建螺旋脉冲。与容易破坏精致拓扑结构的传统天线不同，新型天线的设计没有金属背衬，并由精确定制的时域信号驱动。这种方法产生了真正的单周期螺旋脉冲，其场显示出具有交织的横向和纵向分量的三维结构。实验测量、数值模拟和分析理论显示出极好的一致性。