香港文匯報訊（記者 高鈺）旋磁雙零折射率超材料（GDZIMs）是獨特的光學超材料，有別於傳統材料，它同時具有零電容率和特殊的磁光特性，可穩定地生成時空光學渦旋，即是在時間和空間維度同步旋轉的光場模式，使其在光傳播控制方面有卓越效能。香港科技大學團隊研發出一種基於GDZIMs的嶄新光波操控機制，有望革新光通信、生物醫學的光學成像和納米技術等領域，推動集成光子芯片、高保真光通信及新型量子光源的發展。

這項研究由科大賽馬會高等研究院臨時院長兼物理系講座教授陳子亭，以及物理系訪問學者張若洋共同領導，結果已發表於《自然》期刊。研究人員通過構建磁性光子晶體，並將其參數調節至相變臨界點，首次實現了這種超材料，而當光脈衝撞擊GDZIMs平板時會反射形成時空渦旋，這是一種在時空維度同時呈現渦旋結構、攜帶橫向軌道角動量的特殊光波包。渦旋光的產生不會受到系統尺寸或周圍環境的影響，呈現出極強的穩定性，此一重大突破有望提升光學技術性能，以助構建更快速和更安全的光通信系統。

陳子亭表示，這項研究連通了超材料、拓撲物理學和結構光場3個重要物理學範疇，其成果有望推動超高精度和高效率光學器件的設計，同時開闢廣闊的應用前景。據介紹，GDZIMs能助力開發小型集成光子芯片，以通過抑制通信干擾而提升通信質量。

此外，GDZIMs產生光渦旋的獨特機制可為遠距離、大容量空間光信息傳輸提供了新路徑，有望同時提升光網絡通信的速度和安全性。