光渦旋在光學信息處理中起著越來越重要的作用。作為一種信息載體，它提高了信道容量，並且引入了不同於極化、強度、相位和路徑的新自由度。非線性光學中通過引入方位角調製渦旋孤子(azimuthons)，為編碼和加密光學信息提供新的自由度。方位角調製渦旋孤子，攜帶軌道角動量，可以在傳播過程中以穩定的角速度旋轉。但是一般來說它們是不穩定的，這意味著在傳播過程中方位角調製渦旋孤子會發生破裂。
西安交通大學電信學部電子學院等離子體與微波電子學研究所張貽齊展示了在弱非線性波導下可以保證方位角調製渦旋孤子穩定傳播較長的距離，並且對光波導的折射率引入微弱的縱向周期調製可以使得不同方位角調製渦旋孤子之間發生轉換，即實現方位角調製渦旋孤子的光學拉比振蕩，填補了學界關於非線性模式拉比振蕩研究的空白。理論研究表明勢阱的深度與波導的橫向尺寸密切相關，這表明弱非線性光波導可以通過多模光纖實現。拉比振蕩是以1944年諾貝爾物理學獎獲得者伊西多爾·艾薩克·拉比而命名的一種物理現象。在周期驅動場的作用下，粒子可在兩個不同能級之間做周期性的躍遷。在光學拉比振蕩中，微弱的縱向周期調製發揮的就是周期驅動場的作用。
偶極(a)和六極(b)方位角調製渦旋孤子的拉比振蕩，弱縱向周期調製存在於30≤z≤90
張貽齊帶領研究小組選出一對簡併的模式，為其中一個模式引入的相移並對其振幅進行調製，然後與另一個模式線性疊加得到方位角調製渦旋孤子。在非線性機制和微弱的縱向周期調製的作用下，方位角調製渦旋孤子會在傳播過程中以穩定的角速度旋轉並且在兩種模式之間轉換——非線性模式的拉比振蕩。基於耦合模理論分析得知，拉比振蕩主要受縱向調製強度和方位角調製渦旋孤子空間對稱性的影響。 可見，在沒有縱向周期調製的時候，方位角調製渦旋孤子可以以恆定的旋轉角速度穩定的傳播，並且波形保持不變；在縱向周期調製的作用下，方位角調製渦旋孤子發生了拉比振蕩。由於該研究工作的模型支持擁有較多拓撲荷的高階方位角調製渦旋孤子，因此可以製備多種形式的攜帶軌道角動量的光束。研究結果不僅在光學信息處理能力方面有潛在的應用，而且有助於更廣泛地理解旋渦動力學在空間光場調控方面所發揮的所用。
近日，該研究以「Rabi oscillations of azimuthons in weakly nonlinear waveguides」為題在線發表於《先進光子學》（Advanced Photonics），西安交大碩士研究生靳凱超為論文的第一作者，張貽齊為通訊作者。
論文連結：http://www.clp.ac.cn/EN/Article/OJf97d3a3e801c67a8
據悉，張貽齊長期致力於非線性光學與拓撲光子學研究。2020年以來，研究小組在拓撲光子學研究領域也取得了一定的研究進展，提出了實現能谷霍爾效應拓撲雷射的理論方案，該研究以封面論文的形式發表在國際著名光學期刊Laser & Photonics Reviews上，博士生鍾華為該論文的第一作者。
論文連結：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/lpor.202000001
構建了固有第II類狄拉克錐的光晶格，打破了僅依靠光晶格空間對稱性難以引發第II類狄拉克錐的觀念。該工作以封底論文的形式發表在Advanced Quantum Technologies上，碩士生靳凱超和博士生鍾華為該論文的共同第一作者。
論文連結：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/qute.202000015