近日，暨南大学理工学院光电工程系陈振强、李真科研团队从理论和实验上同时揭示光学角动量相互作用的新形式：内禀轨道-轨道相互作用（Intrinsic orbit-orbit interaction），相关研究成果以“Intrinsic Vortex-Antivortex Interaction of Light”为题发表在国际著名期刊Laser & Photonics Reviews （IF: 13.138），论文第一作者为林浩麟博士，付神贺教授为通讯作者。

自旋和轨道是光场两个重要的自由度，它们不仅可以把光场角动量传递给微纳颗粒实现光操控，而且还能相互转化进而诱导新颖的物理现象和效应，其中包括光学自旋霍尔效应、轨道霍尔效应以及自旋-轨道霍尔效应等。以上新效应的发现主要源于结构光场与结构物质相互作用，表现为自旋-轨道相互作用和外禀轨道-轨道相互作用两种形式。

  尽管光场自旋-轨道相互作用和轨道-轨道相互作用已被广泛研究，陈振强、李真科研团队揭示了光场角动量的另一种相互作用形式，即内禀轨道-轨道相互作用。为了揭示这一现象，他们把不同极性的涡旋奇点嵌入自由传播的光场中，如图1（左）中嵌入的正负涡旋奇点对，发现了涡旋奇点之间同时存在相互吸引和相互排斥的现象（右）。该相互作用形式为新型结构光场调控提供重要原理。

图1 内禀轨道-轨道相互作用：左图为嵌入正负涡旋奇点；右图为相互作用的表征。

       利用该新效应，该研究团队在不依赖于光与物质相互作用的条件下观察到光学轨道霍尔效应、涡旋奇点阵列稳定传输等系列现象，进一步证明了内禀轨道-轨道相互作用的存在。理工学院光电工程系为上述论文完成单位，该研究得到国家自然科学基金项目、广东省重点项目、广州市科技计划项目等的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/lpor.202100648