近日，我院纳米光子学团队、纳米能源中心团队-光场调控组在旋转操控光镊研究中取得进展，相关成果发表在物理类期刊《Physical Review A》（Nature Index 期刊）上，题为"Quantitative characterization of autofocusing and trapping of multi-Airy vortex beams"。

本研究基于艾里光束和涡旋光束，提出了一种自聚焦涡旋光束—多艾里涡旋光束（multi-Airy vortex beams，MAVBs）。研究表明，MAVBs不仅具有良好的自聚焦性能，由于携带轨道角动量（orbital angular momentum，OAM），MAVBs还具备丰富的操控粒子的能力。MAVBs的自聚焦性能可以通过调整其相关参数，或者在一定范围内增加艾里光的叠加数得到提高。其次，增大MAVBs的拓扑荷数会降低其捕获力和捕获刚度。然而，拓扑荷越大，MAVBs可同时操控的粒子就越多、微粒尺寸也越大。因此我们总结出，MAVBs在捕获和操纵大尺寸和多数量的微粒方面具有优势。此外，受到涡旋的影响，MAVBs还能操控单个或者多个微粒旋转。通过控制微粒间的离散程度，可以很容易地调整微粒的旋转速度甚至旋转方向。我们的工作为定量探索自聚焦旋涡光束的光捕获能力提供了指导，这为使用不同的光子工具进行光学捕获和操控提供了一种新的可能。

图 1 多艾里涡旋光束（MAVBs）的捕获力分布和操控微粒旋转过程。

工作得到了国家自然科学基金（11604058）、广西自然科学基金（2020GXNSFAA297041、2020GXNSFDA238004）、广西研究生教育创新项目（YCSW2022041）、四川省科技计划项目（2023NSFSC0460），教育部弱光非线性光子学重点实验室开放项目资助（OS22-1）项目资助。

论文作者：谭柳（硕士生），刘娜娜（硕士生），陆富喜（硕士生），刘冬梅（本科生），于蓓蓓（本科生），李钰婷（本科生），伍浩，陈凯健（硕士生），楚熠哲（本科生），洪佩龙（通讯作者），梁毅（通讯作者）。

论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.107.043501