banner

南科大在连续激光诱发光流体共振研究中实现创新成果

 近期,南科大前沿与交叉研究院的赵新彦教授课题组在射流分裂与光场主动控制研究中取得突破性成果:在聚焦激光作用下射流陷入最快增长率分裂模式,呈现出高度均匀的分裂行为。相关成果已发表在物理学顶级期刊PHYSICAL REVIEW LETTERS: 2021, 127(14)上,并被选为封面文章。
该研究发现的现象貌似射流在激光作用下发生了共振,研究团队把这种状态称为“锁定状态”,并将这种现象称为“光流体共振”。射流在恒定外界扰动下达到光流体共振的状态,展现出一种全新的驱动射流均匀分裂的机制。研究者们利用光线追踪模拟计算了光束随着射流曲率变化而在射流内部产生的光压大小变化。射流出口处的光压大小在射流接近分裂时刻时达到顶峰,它引起的微小形变发展到下游促成了射流分裂成液滴。射流的分裂状态与色散关系中的最快增长率状态相吻合。

图1 装置示意图和典型分裂现象

射流中的光流体共振现象展示了光压和流体不稳定性的耦合,为驱动射流分裂提供了一个全新的思路。法国波尔多大学的Jean-Pierre Delville评价说:“This idea is very clever, because not only is the breakup perfectly controlled but also because the usual assembly of drops is suppressed.”)。

图2 光线追踪演示光束周期性传导到射流