近日，光机电工程学院张慧聪副教授课题组，在美国物理学会旗下的国际知名物理学期刊《Physical Review A》和Elsevier出版集团旗下的非线性科学交叉研究领域期刊《Chaos, Solitons & Fractals》(中科院一区TOP期刊，IF =5.489)上分别发表了题为“Chaotic self-trapped vortex beams induced by initial spatial chirps in nonlocal nonlinear media”和“Chaotic self-trapped vortex beams driven by boundary modulation of thermally nonlocal nonlinear media”的研究论文。两篇论文在研究内容上一脉相承，均围绕涡旋光束在非局域非线性介质中的动力学特性展开递进式研究。第一篇共同一作为研究生李俊杰和张慧聪副教授，第二篇第一作者为研究生王志轩。通讯作者为张慧聪副教授，浙江农林大学光机电工程学院为第一通迅单位。
光学涡旋由于其携带轨道角动量和螺旋相位等独特性质，在非线性介质中的复杂传播行为引起广泛关注。第一篇论文基于热致非局域非线性介质中的耦合非线性薛定谔方程，通过引入初始空间啁啾，实现了对涡旋光束演化行为的相位调控机制。研究发现，小空间啁啾引发周期性呼吸行为，而较大的啁啾则激发出具有正Lyapunov指数和空间退相干性的混沌自陷态。在矢量涡旋中，不同分量啁啾参数的调控进一步实现了多种复合混沌态的可控切换，包括混沌子对、混沌子-准孤子对及非纠缠混沌子对等。该研究提出了一种基于相位调制的混沌自陷机制，为非局域非线性体系中混沌态的生成与调控提供了全新路径。
论文1配图
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第二篇论文则系统研究了突变边界调制下标量和矢量涡旋光束的非线性演化规律，揭示了从孤子态到呼吸子态、混沌态、混沌子及准混沌子的多种传播状态。结果表明，边界调制幅度的不同可诱导出光束从稳定自束缚传播到高维混沌演化的连续过渡，特别是在矢量场中实现了混沌自束缚涡旋对的产生与转换，为非线性控制、混沌通信等提供了潜在应用基础。
该研究得到国家自然科学基金(编号：12404350)、浙江省自然科学基金(编号：LQ23F050003)等项目的资助。
论文链接：
Chaotic self-trapped vortex beams induced by initial spatial chirps in nonlocal nonlinear media | Phys. Rev. A
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960077925007118
(文：张慧聪，审核：姚立健)
