近日，我院光场调控研究小组在光束的相干性调控物理研究中取得进展，相关成果发表在物理类期刊《Physical Review A》（Nature Index 期刊）上，题为"Caustic analysis of partially coherent self-accelerating beams: Investigating self-healing propertie"。

本文采用焦散理论首次对部分相干自加速光束的传输动力学进行了深入分析，如部分相干艾里光束的自愈特性。通过模式叠加法，研究小组先理论构建了部分相干光束的焦散模型，该模型揭示了部分相干光束的独特自愈机制。其研究结果表明，通过适度降低光束的空间相干性，可以显著增强光束的自愈能力。然而，在一定的相干值以下，这种优势就不存在了，重构需要更长的传播距离。在定量评估方面，本研究采纳了余弦相似度和皮尔逊相关系数两种度量标准，对存在障碍物与不存在障碍物情况下光束的相似性进行了比较分析，以此作为验证研究小组研究成果的依据。这两种评估指标的一致性结果，为研究小组所得结论的可靠性提供了有力的支持。

焦散理论在部分相干结构光束领域的应用不仅提高了对自愈特性等传输物理机制的理解，而且对光通信、加密和成像等各个领域的实际应用具有重要意义。

图 1 不同相干长度的部分相干艾里光束的焦散图样：112μm，133μm和∞。(a1)-(a3)无障碍物的焦散图样。 (b1)-(b3)有障碍物的焦散图样。

工作得到了国家自然科学基金（11604058）、广西自然科学基金（2020GXNSFAA297041）等项目资助。

论文作者：张佩羽（硕士生），陈凯健（硕士生），张传厚（本科生），梁嘉芳（本科生），邓盛誉（本科生），洪佩龙（通讯作者），邹炳锁(教授)，梁毅（通讯作者）。

论文链接：https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.109.043529