近日，国际学术期刊《等离子体物理与可控核聚变》（Plasma Physics and Controlled Fusion）评选出2025年度十大杰出论文。图书馆VIP核科学技术学院时银特任教授课题组关于强涡旋激光加速电子的研究成果（Electron acceleration using twisted laser wavefronts - IOPscience）成功入选（PPCF Outstanding Paper Prize - Plasma Physics and Controlled Fusion - IOPscience）。该奖项的参评资格聚焦于期刊2021年（63卷）和2022年（64卷）出版的论文，涉及领域包括：基础和前沿等离子体物理；天体、空间和电离层等离子体；实验室天体物理、高能量密度物理；低温、工业等离子体，以及惯性聚变（磁约束等离子体研究将在2026年杰出论文评选中被考虑）。期刊编辑委员会评审专家组主席Richard Buttery表示，等离子体物理与受控聚变（PPCF）杰出论文奖每年颁发一次，根据社区提名、原创性、科学质量和影响力的标准确定前10篇论文。旨在表彰在该期刊上发表的最高质量和影响力的工作。
该课题组长期致力于携带轨道角动量（OAM）的强涡旋激光与等离子体相互作用的研究，相关内容系该领域的研究热点之一。早在2014年，时银教授提出了通过“光扇”结构靶产生相对论强度涡旋激光的方案，为实验室中生成相对论涡旋光束提供了简便有效的技术路径，该方案至今仍被认为是中小型实验室中最具可行性的实现方式之一（Y Shi et al 2014 Phys. Rev. Lett 112, 235001 , Z Shpilman et al 2025 J. Opt. 27 015401）。这篇文章也是最早讨论相对论强度涡旋光的文章之一。2021年，课题组首次提出通过强涡旋光与等离子体相互作用，产生阿秒电子脉冲链的方案（科研动态｜时银研究员在超强涡旋光应用方面取得重要进展）。同年在《等离子体物理与可控核聚变》发表的工作中（也是这次获奖的论文），课题组详细分析了涡旋激光脉冲对电子的加速度与径向模式数的函数关系，并论证了轴向磁场在电子加速中的作用（Electron acceleration using twisted laser wavefronts - IOPscience），这为日后的进一步工作奠定了理论基础。
图1. LG01线性偏振光束（上排）的横向电场拓扑示意图；LG01圆偏振光束（下排）的横向电场拓扑示意图。
在后续工作中，该课题组还讨论了线偏振涡旋光（中科大：线偏振涡旋光驱动得到电子脉冲链）、泡沫靶以及使用集成纳米丝的光扇结构靶（核科学技术学院在利用光扇结构靶与涡旋光作用加速电子的研究中取得进展）的电子加速效果。2024年，课题组在《SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy》上发表题为“Advances in laser-plasma interactions using intense vortex laser beams”的综述论文（近日，我系时银教授联合上师大、美国UCSD合作发表强涡旋光激光等离子体物理综述），系统总结了强涡旋光等离子体物理研究的最新进展及未来发展方向。
这一系列成果不仅对新型紧凑激光粒子加速器和光源提供了新的设计思路。未来，研究团队计划依托超强超短激光装置开展实验，推动理论方案的实验验证，进一步优化技术参数，同时深入探索强涡旋光束在产生低发散的多兆电子伏特电子源和惯性约束聚变领域的应用潜力。
论文以及获奖链接：
PPCF Outstanding Paper Prize - Plasma Physics and Controlled Fusion - IOPscience
Electron acceleration using twisted laser wavefronts - IOPscience
时银特任教授简介：
主要研究激光等离子体物理和高能量密度物理：角动量驱动的强磁场生成和涡旋光的加速效应。同时也关注基于涡旋光的新型诊断原理、新型模拟算法和强场QED效应。潜在应用包括高质量电子束、离子加速器、紧凑型光源和惯性约束聚变等。在PRL等国际学术期刊上发表论文多篇并担任审稿人（博导风采| 时银：探索激光等离子体物理的前沿）。