Photonics Research 2021年第11期Editors’ Pick：
Qian Cao, Jian Chen, Keyin Lu, Chenhao Wan, Andy Chong, Qiwen Zhan. Sculpturing spatiotemporal wavepackets with chirped pulses[J]. Photonics Research, 2021, 9(11): 11002261
自超快激光器发明以来，时空光场作为重要的研究工具得到了广泛研究。传统时空波包研究集中于时空可分离波包。近年来，时空耦合光场作为光子学研究新的方向，得到了越来越多研究团队的关注。时空耦合波包既是重要研究工具，其本身亦具有传统时空非耦合波包不具备的独特性质。
时空耦合波包的产生通常基于傅里叶变换的时空光场整形技术。该方法通过改变零色散4-f脉冲整形器中空间光调制器加载的二维相位分布对光场在时空域内的强度、相位分布实施调控。
在该过程中，光场在时空域内的坐标与空间光调制器所在坐标系由傅里叶变换相互关联，缺乏直观的线性映射关系。发展新型时空光场调控技术，对光场的时空域强度、相位进行直接线性映射调控，这对时空光场研究生成新型时空光场具有重要意义。
最近，由上海理工大学詹其文教授领导的复杂光场与特异光学结构研究中心（COSMOS）课题组开发了一种新型时空光场调控技术，通过利用啁啾脉冲的时间–频率映射关系，实现了时空光场的直接线性映射调控。该研究成果已发表于Photonics Research 2021年第11期。
该团队提出的时空光场调控技术利用了啁啾脉冲的时间-频率映射关系，实现了光场时空域相位的直接调控。线性啁啾脉冲的瞬时频率在时域内呈线性变化的分布，其瞬时频率和时间坐标之间有一一对应的映射关系，通过下图所示的实验装置对一束啁啾脉冲进行空间-频率域的相位调控，可以实现时空光场的直接调控。
（图中展示了利用生成器产生时空光涡旋的过程。通过改变装置中SLM的二维相位分布，生成器可以对光场的时空域相位进行直接调控）
在此装置中，通过改变空间光调制器（SLM）的二维相位分布，可以精确控制光场的时空域相位。利用新型时空光场调控技术，该团队实现了时空涡旋（STOV）极性反转、STOV融合和STOV湮灭实验，证明了新型时空光场调控技术超越传统方法的强大能力。值得一提的是，传统的基于傅里叶变换的时空光场整形技术无法用于实现复杂的STOV实验。
这种新型时空光场调控技术非常简单但又极具灵活性，可以产生具有复杂时空分布的时空光场，并进一步对光场实施精密的操控。利用这项技术，研究人员可以开展许多时空光场研究。例如：观测STOV波包的非线性融合、开展STOV波包的泵浦-探针实验，以及产生具有更为复杂结构的STOV光场。
该团队介绍的实验方法为光子学以及物理学研究开创了广泛的新机会。将装置中的SLM替换为其他的光学调控器件，有望对输入光场的四个自由度同时进行调控，产生具有更加复杂光场分布的时空矢量光场，所产生时空矢量光场对于量子光学、纳米光子学以及研究光与物质的相互作用都有极大意义。同时，这项光场调控技术也可以推广于其他电磁波谱段或是任何具备波动性的物理场（例如电子束波包、X射线和声波场等）。
詹其文
上海理工大学
主要研究方向：光场调控，纳米光子学，纳米表征，生物光子学
詹其文，上海理工大学教授，纳米光子学重点建设创新团队首席科学家，博士生导师。1996年获中国科学技术大学物理学士学位，2002年获美国明尼苏达大学电子工程博士学位，同年获美国代顿大学电子光学系教职，历任助理教授(2002年)，终身制副教授(2008年)，终身制教授(2012年)，创立代顿大学纳米电子光学实验室及代顿大学Fraunhofer中心并担任主任。现任Optica副主编，PhotoniX副主编，Scientific Reports编委，Journal of Nondestructive Evaluation编委，中国光学学会理事；由于在光场调控及纳米光子学领域的开创性工作，分别于2012年和2013年获选国际光电学会（SPIE）Fellow和美国光学学会（OSA）Fellow；在重要国际学术期刊发表论文160余篇，文章引用>10，000次(最高单篇引用>2300次)；出版专著1部、专著章节10章，获授权国际专利6项、中国专利4项。
曹前
上海理工大学
主要研究方向：超快光学，时空光场调控，非线性光学
曹前，上海理工大学光学工程流动站沪江博士后。2012年毕业于复旦大学光科学与工程系；2014年获美国代顿大学光电子专业硕士学位；2020年获德国汉堡大学物理系博士学位；同年加入上海理工大学光电信息与计算机工程学院COSMOS研究课题组从事博士后工作，研究方向包括超快光学、时空光场调控、非线性光学等，曾在Science Bulletin, Photonics Research, Optics Express等学术期刊发表论文11篇（其中第一作者3篇），目前主持国家自然科学基金青年科学基金项目1项、上海市科学技术委员会科研项目1项。
