COL封面故事：非对称Mathieu光束

      光学晶格是由激光束相互干涉形成的光学结构，类似于晶体学中的晶格结构。这种干涉能够产生驻波图案，可用于光与物质之间相互作用的研究和应用。产生这种结构的一种方法是使用非衍射光束，即强度形状在传播中保持不变的光束，这种光束具有可控制光和进行物质光学操控的特点。然而，如何获得非衍射光束是一个非常有挑战的问题，因为这种光束必须满足几个限制条件。实际上，其中一个十分重要且尚未未决的问题是确定什么横截面形状的激光束能够在传播过程中形状保持不变。

      目前，已经有利用对称关系、数值弛豫过程以及遗传算法的技术，以获得复杂的新型准非衍射模式。然而，由于在计算非衍射光束时所遇到的数学问题，要获得真正不变和有用的非衍射模式仍然十分困难。

       来自墨西哥蒙特雷科技大学的学者们已经能够产生一种新型非衍射结构、非对称的Mathieu光束，他们通过产生和传播这些光束，证实了其理论预测。这种新型非衍射光束有三个控制参数：椭圆率、非对称度以及对称性缺失的位置。此外，这些光束可在实验装置中通过对标准非衍射Mathieu光束的简单修改来实现。非对称Mathieu光束可用于研究和开发操控玻色爱因斯坦凝聚的新技术，以及应用于量子计算的光学晶格、活体胶体粒子捕获以及孤子路由等领域。这项研究工作发表在Chinese Optics Letters 2018年第16卷第12期（Arturo Barcelo-Chong, et al.,  Asymmetric Mathieu beams）。

      研究项目负责人Servando Lopez-Aguayo副教授认为，这些研究结果有利于产生更复杂的不变结构的新技术。墨西哥蒙特雷科技大学的学者正在寻找按需产生非衍射光束的方法，同时也开始着手研究对衍射光束的操控，以实现不同类型的传播动力学。

      下一步的工作将集中在这些非衍射模的应用中，例如，在非线性光学中自陷光束的传输与偏转以及动态光学中非对称晶格的生成。

非对称Mathieu-高斯光束。每行光束对应于不同的非对称度（从上到下为低非对称到高非对称）。每列光束对应于不同的椭圆率（从左到右为低椭圆率到高椭圆率）。

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