由于光场超快的时间特性，利用光学调制对光场进行直接的时空调控是几乎不可能的。于是，传统调控方法利用超快光场的宽光谱特性以及光场的时域与频域间内在物理关联，通过频域调控结合时-频变换的方法对超快光场进行时空复合调控。其典型的设计是基于光栅对+4 f成像系统，通过在其谱面施加振幅/相位调制获取不同的时空耦合光场。然而这种手段存在光谱分辨低、衍射色散效应、调控延时小等一系列的缺陷。为此，研究团队提出了一种针对超快光场时空耦合调控的新机制：通过引入空间相关的时间延迟结合二维空间几何变化直接实现光场的时空调控。为证实新机制的有效性，团队进一步设计了实现这种机制的技术方案。通过该方案，实验上获得了振幅/相位同时具有涡旋分布的时空耦合光场（简称为光弹簧）。这种光弹簧十年以前就在理论上提出了，但迄今未见实验报道。它在频率域具有宽带光谱拓扑荷，而在时域则具有常数的拓扑荷。这些特性使得它在激光等离子动力学、信息编码、激光驱动电子加速、涡旋太赫兹脉冲产生等方面具有诱人的应用前景。未来，基于这种调控机制，通过调控空间相关的时间延迟和二维空间几何组合就可以得到不同时空耦合的超快光场。相关成果发表在Nature Communications上，永利集团林庆刚博士、之江实验室冯甫博士为共同第一作者，徐世祥教授、袁小聪教授为共同通讯作者，永利集团为第一完成单位。

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https://www.nature.com/articles/s41467-024-46802-x.pdf