近日，中科院长春光机所李炜研究员领导的研究小组在 Optics Letters上发表的一项研究表明，通过观察光与流体之间的相互作用，定量地测量液体表面纳米尺度的动力学变化。

研究人员将全反射(TIR)入射的环形高斯激光束作用于水薄膜区域，进而产生一种基于宽环形高斯光束作用的推力。通过测量由环形高斯光束诱导的纳米级空气-水界面形变量，可以同时观察并区分出两种相互竞争的动量形式，Abraham动量和Minkowski动量。虽然Abraham动量和Minkowski动量都是基本动量，但二者在电介质中有不同的振幅和方向。

图1:水薄膜在环形高斯光束作用下的纳米级表面动力学。

据研究人员所知，这项研究首次展示了仅依靠激光作用的单一装置同时测量到两种类型的动量。该团队利用高精度的时间分辨干涉测量技术，借助不同的激发方式测量了厚膜和薄膜的界面动力学。根据实验发现，在空气-水界面上的动量检测不仅受到入射激光的影响，还受到流体力学的影响。由此产生的表面变形是辐射压力和流体动力学之间多方面的相互作用。

采用实际的实验参数进行的数值模拟结果有力地支持了实验结果。

该研究结果在光流体、液滴和可重构透镜等领域具有重要的潜在应用价值。这些结果有助于在电介质中以极高的精度测量光动量，这对各个领域都是有益的。

研究中观察到的光和流体之间的相互作用，突出了在研究光与物质之间的相互作用时考虑流体力学的重要性。

该成果以题为“Thin-film dynamics unveils interplay between light momentum and fluid mechanics”的论文发表在Optics Letters上，祝贺Gopal和所有合著者！

文章链接：https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-48-1-123