近日，山东师范大学物理与电子科学学院蔡阳健教授团队在国际顶级期刊《Light: Science & Applications》发表题为 “Ultrafast bursts of tailored spatiotemporal vortex pulses” 的研究论文。物电学院青年教师刘欣为论文第一作者，蔡阳健教授与上海理工大学詹其文教授为论文通讯作者。

光场调控是当今光学领域的重要前沿方向之一。超快激光不仅具有空间自由度，还包含时间维度，通过对其时空分布的精细编织，可在时间和空间上实现更丰富的调制特性，从而极大地拓展光场的可控维度与自由度。传统的时空结构光场通常处于皮秒至飞秒量级，其时变特性多依赖于非线性过程或光学频率梳技术。然而，这些手段仍主要聚焦于空间维度的调控，实现对时空耦合自由度的动态调制仍面临重大技术瓶颈。

针对这一挑战，研究团队创新性地提出并实现了一种具有可调时变光学特性的时空涡旋超快脉冲簇。团队基于全新的时空复用技术，成功产生了具有特定时间分布的时空涡旋梳。该涡旋梳的每个“梳齿”均可精确定制其时空结构，具备极高的模式纯度，并能在横向轨道角动量的大小、手性及多自由度间，以太赫兹频率实现超快切换。这一突破性成果不仅开辟了时空结构光场调控的新维度，也为探索超快光与物质相互作用、大容量编码光通信、拓扑光场调控、非线性科学及量子信息等前沿领域提供了新的技术支撑与研究思路。

该研究得到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划课题等多项科研项目的资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41377-025-02062-y