近日，苏州大学物理科学与技术学院陈亚红及合作者在光场调控物理研究领域取得进展。团队提出反射过程中波束位移相空间普适理论，揭示结构波包相空间“纠缠”引起波束位移新机制，同时发现相干性Goos-Hänchen效应及相干性Hall效应。2025年11月5日，该研究成果以“相空间不可分离性、部分相干性及光束位移”（Phase-space nonseparability, partial coherence, and optical beam shifts）为题在线发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志上。
光波在两种介质界面反射时，其质心位置会产生轻微偏移，这种现象被称为Goos-Hänchen（GH）位移和Imbert-Fedorov（IF）位移，是波动光学中最引人注目的效应之一。早期研究表明，这些位移源于全反射过程中的干涉效应，后来又发现类似现象可出现在电子、X射线、中子、甚至物质波的反射或折射中，具有广泛的物理意义和应用价值。尽管GH和IF位移的研究已有几十年历史，但关于光场空间相干性是否影响这些位移，学术界一直存在争议。部分研究认为相干性对位移幅度没有显著影响，而另一些理论与实验结果则显示出相互矛盾的结论。
图1：结构光场相空间“纠缠”引起光束界面反射位移
本研究提出了具有任意空间相干性结构波包反射过程中波束位移的相空间统一理论，揭示了空间-动量“纠缠”引起波束位移的新物理机制，发现了空间部分相干性将引入新的位移贡献，该贡献会显著改变光束位移特征，从而导致相干性Goos-Hänchen效应及相干性Hall效应。该发现不仅解决了关于空间相干性在光束位移中作用的长期争议，也为精密光学传感与成像等领域开辟了新的研究方向。
苏州大学物理科学与技术学院陈亚红与加拿大戴尔豪斯大学Sergey A. Ponomarenko为论文共同通讯作者，陈亚红为论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金委等项目支持。
论文信息：Yahong Chen and Sergey A. Ponomarenko, Phase-space nonseparability, partial coherence, and optical beam shifts, Physical Review Letters 135, 193801 (2025).
论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/cnvj-6w6f
