“我們(men) 可以用這個(ge) 係統來做電子和超導的量子模擬。”

上圖：研究人員用液晶操縱光線，創造出一種雕刻的激光束，能夠產(chan) 生這種貓的照片般逼真的圖像。

每個(ge) 貓主人都知道，他們(men) 的貓伴侶(lv) 喜歡追逐一個(ge) 簡單的激光筆發出的微小光點。現在，巴西的物理學家們(men) 已經找到了如何將激光捕獲並彎曲成複雜的形狀，從(cong) 而產(chan) 生了上圖中令人印象深刻的逼真的貓的圖像。在其他潛在的應用中，他們(men) 的方法（在最近發表在物理arxiv上的一篇論文中描述了）可能被證明有助於(yu) 構建更好的光學阱，為(wei) 各種量子實驗創造超冷原子雲(yun) 。

聖保羅大學的合著者佩德羅·席爾瓦（Pedro Silva）和塞爾吉奧·穆尼茲(zi) （Sergio Muniz）表示，產(chan) 生和精確控製高保真激光光束的能力，對許多研究和工業(ye) 領域至關(guan) 重要。他們(men) 將大多數波前工程方法分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 基本類別。

第一種方法包括數字微鏡（DMD）和聲光調製器（AOM）等方法，這些方法易於(yu) 實現，並且具有近實時反饋控製的快速響應。但它們(men) 控製光場相位的能力有限，不能產(chan) 生某些類型的結構光。它們(men) 還容易出現散斑、衍射或其他失真。

第二組包括全息術和各種相位控製方法，它們(men) 可以產(chan) 生相位結構光和矢量光束。其代價(jia) 是控製速度較慢，而且缺乏實時反饋。聖保羅大學的研究人員想要提出一種相位控製方法，以實現 DMD 和 AOM 的一些理想特性 —— 特別是像素到像素映射、光圖案的簡單編碼、更快的反饋和更精確的控製。

上圖：實驗裝置示意圖。

本質上，他們(men) 是改進了2007年提出的一種方法，以獲得更清晰、更平滑的結果。他們(men) 將二極管激光偏振光與(yu) 液晶的方向相匹配，用於(yu) 空間光調製器。他們(men) 可以用電磁場來組織這些晶體(ti) ，從(cong) 而形成一係列的棱鏡。通過對調製器的編程，研究人員可以使用這些棱鏡來創造出多個(ge) 任意的幾何形狀，以及完整的貓的細節圖像。

研究人員表示：“我們(men) 展示的實驗結果表明，使用所描述的方法不僅(jin) 可以創建簡單而平坦的幾何形狀，而且還可以創建具有詳細強度分布的複雜而特征豐(feng) 富的圖像。”他們(men) 的方法可能適用於(yu) 對來自更高功率脈衝(chong) 激光器甚至超快激光器的光束進行整形。

未來，有用的應用還將包括光學圖案化和光刻，以及超冷原子的光捕獲，以創建諸如玻色-愛因斯坦凝聚體(ti) （BEC）等係統，這是模擬量子效應的理想選擇。例如，BEC 可以像激光放大光子一樣“放大”原子，使科學家能夠研究量子物理學這個(ge) 奇怪的小世界，就好像他們(men) 通過放大鏡觀察它一樣。物理學家甚至可以設法將 BEC 中的“量子結”係起來，並拍攝這些結如何在形成旋渦之前衰減或“解開”自己的影片。

研究人員表示：“說實話，我不知道用超冷原子或用貓的照片能做什麽(me) ，但它在某種程度上是一種代表，表明你可以做出非常精細和精確的特征。我們(men) 可以製作這些漂亮的貓的圖像，但我們(men) 也可以使用這個(ge) 係統（使用被困的超冷原子）做電子和超導的量子模擬。”