HiPOVor：光學渦旋研究的歐洲新篇章

「High-power optical vortices are not only fascinating from a fundamental perspective but also hold the potential to transform applications from precision manufacturing to high-resolution imaging.」- Professor Goëry Genty, Tampere University

HiPOVor計畫啟動：光學渦旋技術的未來


歐盟資助的HiPOVor計畫（High-Power Optical Vortices）正式啟動，預計將於2026年1月1日進入全面實施階段。這項計畫的核心目標是培訓15名博士研究員，專注於開發和應用高功率光學渦旋光束。這不僅是基礎科學的探索，更蘊含著對光與物質交互作用技術的革新潛力。光學渦旋是具有獨特軌道角動量的光束，長期以來，科學家們對其在材料處理、粒子加速、數據傳輸以及新一代光子學上的應用抱持高度期望。

---

光學渦旋：開啟微觀世界的新鑰匙

---

光學渦旋（Optical Vortex），又稱渦旋光束，其最引人注目的特點在於它所攜帶的軌道角動量（Orbital Angular Momentum, OAM）。這並非僅僅是光束能量的集中，而是光束本身具備了旋轉的特性。我們可以想像一個小型的龍捲風，但它是由光構成，而非空氣。這種特殊的結構使得光學渦旋在與物質交互作用時，能夠產生獨特的效果。

具體而言，我們可以利用光學渦旋來精確操控微小的粒子，例如細胞或奈米顆粒。想像一下，如果我們能夠利用光束像鑷子一樣夾取、移動甚至旋轉單個細胞，那將對生物醫學研究產生多麼深遠的影響？此外，光學渦旋也被認為是下一代數據傳輸的潛在技術。由於每個光學渦旋可以攜帶不同的軌道角動量，這意味著我們可以在同一束光中編碼更多的信息，從而大大提高數據傳輸的效率和容量。

---

HiPOVor博士網絡：光子學專家的搖籃

---

HiPOVor計畫不僅僅是一個研究項目，更是一個旨在培養新一代光子學科學家和創新者的博士網絡。該網絡將匯集來自歐洲各地的頂尖學術機構和工業合作夥伴，為博士生提供一個跨學科、跨文化的學習和研究環境。透過參與HiPOVor計畫，年輕的科學家們將有機會接觸到最前沿的光子學技術，並在導師的指導下，深入探索高功率光學渦旋的奧秘。

“Our Doctoral Network is about shaping the next generation of scientists and innovators in photonics.” – Dr. Regina Gumenyuk, Project Coordinator at Tampere University

這個博士網絡的目標不僅是培養學術界的精英，更希望能夠促進產學研的合作，推動光學元件和奈米製造的創新。透過應用先進的預測技術，高功率渦旋有望實現更環保和可持續的應用。

挑戰與機遇：高功率光學渦旋的技術瓶頸


儘管光學渦旋擁有巨大的潛力，但目前其應用仍然受到一些技術瓶頸的限制。其中一個主要的挑戰是如何穩定地產生和維持高功率光學渦旋光束的特性。傳統的光學元件在處理高功率光束時容易產生熱效應，導致光束的質量下降，甚至損壞元件。此外，如何有效地將光學渦旋光束聚焦到微小的尺度，也是一個亟待解決的問題。

HiPOVor計畫的一個重要目標就是克服這些技術障礙。研究人員將開發新的光學元件和技術，以提高光束的穩定性和效率。他們還將探索新的材料和製程，以製造出更小、更耐用的光學元件。透過跨學科的合作和培訓，HiPOVor計畫將培養具備解決複雜問題能力的專家，為未來光子學技術的發展奠定基礎。

歐洲合作：光子學創新的引擎


HiPOVor計畫匯集了歐洲各地的學術機構、工業合作夥伴和研究機構，形成一個強大的聯盟。該聯盟包括八所領先的學術機構、世界最強大的雷射設施ELI-NP（Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics）以及九家工業合作夥伴。ELI-NP 擁有世界上最強大的雷射系統，能夠產生極高強度的光束，為光學渦旋的研究提供了獨特的平台。

透過這個歐洲範圍的合作夥伴關係，HiPOVor計畫將促進知識的交流和技術的轉移，推動光子學的創新。MSCA（Marie Skłodowska-Curie Actions）是Horizon Europe的一部分，也是歐盟用於博士和博士後研究人員培訓的主要資助計畫，為HiPOVor計畫的實施提供了重要的支持。

光學渦旋的未來：從實驗室到實際應用


光學渦旋技術在多個領域具有變革潛力，包括精密製造、高解析度成像和數據傳輸。在精密製造方面，我們可以利用光學渦旋來切割、焊接或刻蝕微小的零件，製造出更精密的產品。在高解析度成像方面，光學渦旋可以提高顯微鏡的分辨率，讓我們能夠觀察到更微小的結構。在數據傳輸方面，光學渦旋可以提高數據傳輸的效率和容量，為下一代通信技術提供新的可能。

HiPOVor計畫旨在將光學渦旋技術從實驗室推向實際應用，解決當前面臨的技術挑戰。透過控制光束的軌道角動量，可以實現對材料和粒子的精確操控。光學渦旋的獨特特性使其能夠突破傳統光學技術的限制，為未來的科技發展開闢新的道路。

學者與研究生可以透過搜尋 “HiPOVor project” 或 “High-Power Optical Vortices” 來找到更多相關資訊。

---

Tampere University. (2025, November 24). Europe launches bold plan to harness
twisting beams of light. ScienceDaily. Retrieved November 24, 2025 from
www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251124094319.htm\n—\n Story Source:
Materials provided by Tampere University. Note: Content may be edited for style and length.