日前，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室徐至展研究团队在超强超短激光驱动新型光镊（相对论涡旋刀）操控粒子束研究中取得新进展。

该研究团队在三维PIC模拟中利用相对论圆偏振拉盖尔—高斯激光第一次实现了新型光镊——相对论“涡旋刀”，产生空间周期性分布的电子团簇。

该项研究中，王文鹏等研究人员利用相对论圆偏振拉盖尔—高斯LG01 （σz ＝ －1）激光直接将传统的弱光领域内的光镊（1／2 NOBEL PRIZE）拓展到了相对论激光领域（1／2 NOBEL PRIZE），产生了新型光镊——相对论“涡旋刀”。研究发现这种相对论涡旋刀（电场）可以在每个激光周期实现会聚和发散，从而可以驱动周期性电子团簇产生。

论文中提出的单粒子模型很好地解释了模拟中电子团簇形成的原因，并且发现这种涡旋刀操控电子的行为依赖于LG激光中的轨道角动量参数l和自旋角动量参数σz。

该相对论“涡旋刀”驱动操控的粒子束具有高电荷量、高准直性的特点且操控简单，更容易获得高品质束流，对粒子加速、超快电子衍射、超快电子成像、加速器中粒子注入、惯性约束聚变快点火、THz和X光辐射源产生等应用具有重要意义。

该研究成果已发表于《物理评论快报》上。