中國科學院上海光學精密機械研究所研究員、中國科學院院士徐至展領導的強場雷射物理國家重點實驗室在相對論渦旋光物理研究方面取得新進展。
經典光學認為，光在介質平面反射時，入射光、法線和反射光在同一平面，且反射角等於入射角，而對於相對論強度的渦旋雷射光束，這一基本原理面臨新的挑戰，相對論渦旋雷射和等離子體相互作用具有全新的非線性傳輸特徵。
上海光機所強場雷射物理國家重點實驗室沈百飛研究小組利用三維數值模擬清晰表明，相對論渦旋雷射在等離子體靶面反射時，反射光偏離入射平面。由於渦旋雷射具有角動量，因此其在靶面的反射有點類似高速側旋的桌球在撞擊拍面後的反射過程。
這一效應可以從電磁理論上得到完美的詮釋。從電磁理論上說，相對論渦旋雷射和物質相互作用時的電磁作用力，不能再簡單地用光壓或有質動力來描述，而應該用更加普適的電磁應力張量。詳細研究表明，渦旋雷射的電磁應力張量有一個不對稱項，這使得雷射對靶面的擠壓不對稱，從而造成了反射光偏離入射平面。
這一最新結果發表在9月9日的《物理評論快報》[Phys.Rev.Lett. 117，113904（2016）]上，論文的第一作者為博士生張林港。
在這一成果之前，沈百飛研究小組在相對論渦旋雷射研究領域已取得數個創新成果。強雷射驅動的光扇[Phys.Rev.Lett. 112, 235001 (2014)]、相對論渦旋雷射的高次諧波[Phys.Rev.Lett. 114, 173901 (2015)]等都得到了《自然-光子學》（Nature Photonics）等研究亮點報導。
該項研究得到國家自然科學基金、科技部重點研發、中科院先導計劃等項目的支持。
相對論渦旋雷射在等離子體靶面反射時，反射光偏離入射平面
來源：中國科學院上海光學精密機械研究所