近日，K云体育官方入口、山东师范大学光场调控及应用中心蔡阳健教授团队与荷兰格罗宁根大学Bernhard J. Hoenders教授在自然指数期刊《Applied Physics Letters》上合作发表了题为“Multiple particles flexible assembly via spatial coherence array engineering”的研究论文。山东师范大学为第一署名单位，博士研究生张钊为论文第一作者，蔡阳健教授和曾军副教授为论文通讯作者。

光学镊阵列因其能够并行操控微观粒子的能力，在多粒子或细胞的组装与有序排列中得到了广泛应用。然而，传统阵列通常依赖完全相干光束，容易引发邻近光斑间的干涉，且结构灵活性受限。本研究提出了一种基于拉盖尔-高斯关联谢尔模型光束阵列的灵活操控方法，并通过空间相干性结构设计对其性能加以增强。通过精确调控空间相干结构，我们成功构建出均匀度高、可控性强、灵活可调的光学阵列。该方法利用部分相干光束的抗干扰特性，显著降低了光斑间的干涉效应，实现了对光斑间距的灵活控制，并提升了粒子操控的精度。无论在不同相干性条件下，还是面对不同折射率的粒子，均能实现可靠的捕获控制。同时，通过调节非相干源阵列中各光斑的间距，还可实现并行操控。进一步地，通过调制径向模指数，还可提升系统的结构灵活性。值得强调的是，操控过程中梯度力保持恒定，从而确保粒子稳定附着并避免捕获位点漂移。这种稳定性得益于一种新型操控策略：在保持光强不变的基础上，仅通过调节空间相干阵列中的光斑间距来实现操控。最后，我们系统分析了捕获稳定性与效率随相干宽度与粒子半径的变化规律，并对粒子间的相互作用进行了初步探讨。本研究为实现量子操作、生物系统调控及纳米材料设计等提供了一种实用、稳定、灵活的新策略。

该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及山东省自然科学基金等的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0270003