大阪大學(xué)2021年5月4日訊，自由空間中的直線勻速傳播是光的基本特征。在《通信物理學(xué)》上發(fā)表的最新研究中 ，大阪大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了激光脈沖強度在自由空間中往復(fù)傳播的現(xiàn)象。

激光脈沖強度在不同觀察時間的往復(fù)傳播示意圖大阪大學(xué)

時空耦合最近已用于在自由空間中產(chǎn)生具有可調(diào)組速度，方向和軌跡的光。例如，飛行焦點（在延長的瑞利長度中移動的激光脈沖強度），其中組合了縱向色度和時間chi，以分別控制空間中與頻譜有關(guān)的焦點分離和時間與頻譜有關(guān)的脈沖位置，在空間和時間上具有任意可調(diào)的傳播組速度和方向。

但是，在先前的結(jié)果中，盡管可以自由控制傳播的組速度，但飛行焦點只能沿某個方向向前或向后傳播。

在這項研究中，通過顯著增加空間中的瑞利長度和時間上的時間chi，新創(chuàng)建的飛行焦點在自由空間中沿著往復(fù)直線軌跡傳播。通過進(jìn)一步增加時間chi，也可以實現(xiàn)具有高空間分辨率的清晰往復(fù)飛行焦點。

“新創(chuàng)建的飛行焦點沿縱軸首先向前傳播，然后向后傳播，最后再次向前傳播，顯示了時空往復(fù)的直線軌跡。前向傳播速度是真空中的光速，而后向傳播速度是腔內(nèi)光速。”通訊作者李兆揚解釋說。

這種引人入勝的現(xiàn)象改變了人們對光傳播的傳統(tǒng)理解，可以應(yīng)用于基礎(chǔ)物理學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)。

“例如，在我們的輻射壓力模擬中，在瑞利散射狀態(tài)下，它可以分別為小球或大球產(chǎn)生同軸往復(fù)的捕獲力或推力，”李朝陽說。

參考：“激光脈沖強度在自由空間中的往復(fù)傳播”，2021年5月4日，通信物理。