光子扭转涡旋的传播动力学：由轨道角动量介导

涡旋环在流体中的动力学长期以来一直吸引研究者，尽管其结构看似简单，却呈现出令人着迷的复杂行为。在光学领域，光子扭转涡旋构成一种新型的三维、时空不可分离的结构光场，携带横向轨道角动量。然而，作为色散麦克斯�方程解，这些波包在非色散传播下无法存续，其动力学仍然尚未阐明。本文通过仿真和实验，探讨了在各种色散条件下、由横向和纵向轨道角动量介导的光子扭转涡旋的动力学。结果表明，纵向轨道角动量的存在显著影响扭转涡旋的运动。旋转流在色散条件下扰乱扭转结构，诱导涡旋线的拓扑变形，表现为湮灭并在真空中重新形成。值得注意的是，再生的扭转涡旋在真空中保持其扭转结构实现稳健的传播。这些发现得到了实验验证，凸显了光子扭转涡旋作为可控能量和信息传输通道的潜力。