近日，新葡的京官网颜利芬老师在涡旋光孤子领域取得了新进展，相关研究成果“Stable fractional vortex solitons in a ring potential”已在国际著名期刊《Chaos, Solitions & Fractals》（混沌、孤立子与分形）上发表。颜利芬老师是第一作者和通讯作者，该期刊为数学类国际学术期刊，中科院SCI大类一区。

光孤子是非线性效应与衍射（或色散）效应相平衡时形成的一种稳定的局域波包。由于涡旋孤子中心光强为零，相位变化通常是2π的整数倍，携带轨道角动量且存在螺旋相位，导致其在角向变得不稳定。与传统的整数阶光学涡旋相比，分数涡旋光束的光强分布存在一个径向的暗开口（或低强度缺口），更容易出现角向调制不稳定，从而引起光束分裂。分数涡旋的相位变化不是2π的整数倍，这导致了其独特的相位分布。分数涡旋光束因其独特的相位分布和轨道角动量特性，在光学实验、信息传输和光通信等领域展现出广泛的应用潜力。

本项工作基于非线性薛定谔方程，发现环形势场引起的折射率调制能有效抑制孤子分裂，首次研究得到稳定传输的分数阶涡旋孤子。此外，由环形势场引起光强束缚和相位不连续导致光强缺口的相互作用下，产生两种不同相位分布的分数涡旋孤子。两种分数涡旋孤子在背景光的调制下，可以产生顺时针或反时针旋转，这一新奇现象在光学操控和光通信中有潜在的应用。

文章DOI：https://doi.org/10.1016/j.chaos.2024.115858