射线波结构光学涡旋由于其独特的空间加速能力，近年来引起了越来越多研究者的关注。然而，现有研究受到旋转对称性的限制，导致其调控自由度低，极大地限制了其在微粒操纵领域的复杂应用。螺旋Mathieu光束作为一种携带轨道角动量的无衍射光束，通过调控偏心率可以实现笛卡儿坐标、椭圆柱坐标和圆柱坐标系的自然变换，打破旋转对称性限制，表现出更一般的模式分布。因此，构建一类基于螺旋Mathieu模式的广义相干结构光场具有重要意义。

根据这一构想，近日我院李新忠教授课题组与新加坡南洋理工大学申艺杰教授合作，创新地提出了一种具有椭圆加速涡旋的Mathieu几何模式。通过调制偏心率相关参数和稳定相干态叠加参数，获得了不同坐标系下丰富的几何模式分布。其保留了本征模式的自愈合和坐标变换特性，并被赋予更高的自由度来控制空间加速涡旋，为高维光镊和复杂微粒操纵铺平了道路。该研究成果发表在国际著名光学期刊Optics Letters上，论文标题为“Mathieu ray-wave structured light with self-healing elliptical accelerating vortices”[Opt. Lett. 49 (19), 5507 (2024)]，获得审稿人及编辑的充分肯定，并被选为Eidtor’s Pick。我院硕士生魏文军为论文第一作者，李新忠教授与申艺杰教授为共同通讯作者。该工作得到了河南省自然科学基金、国家自然科学基金等多项资助。(通讯员/李贺贺)