涡旋光束因其携带轨道角动量（OAM）的特性，在粒子操纵、高速通信等领域展现出重要潜力。
目前，OAM 的生成主要分为腔外与腔内两种方式：腔外方法依赖外部元件（如螺旋相位板、超表面等），虽灵活但效率低、集成性差；腔内方法（如 OAM 激光器）可直接在腔内产生高质量、高功率涡旋，效率高且结构紧凑，但通常需要精细调控本征态、增益介质和非线性，因此在声学领域仍较少被探索。现有声学 OAM 生成方法多基于外腔转换，而腔内生成机制尚未得到充分研究，尤其是如何实现可调谐拓扑电荷、自振荡及滞回等非线性行为。
图1 采用非互易非线性边界的谐振环结构及其理论模型
浙江大学杨怡豪、陈红胜及香港大学张霜、江苏大学袁寿其团队提出并实验验证了一种基于单个非互易非线性边界的声学腔内 OAM 生成机制。该机制在紧凑谐振环中引入由主动电声元件实现的非互易非线性边界，在线性状态下产生类似非厄米塞曼效应的复有效磁场，打破顺时针与逆时针模式的简并；在非线性状态下，所有谐振器相互锁定，产生具有滞回和双稳态特性的单模自振荡 OAM 辐射。
此外，通过调控边界参数，可实现拓扑电荷的可调谐。该工作揭示了非线性非厄米边界中的新颖物理现象，并为下一代声学自振荡 OAM 源、开关及存储器件提供了潜在实现途径。
图2 在线性状态下由非互易边界诱导的多个 OAM 辐射的实验结果
该项研究成功演示了通过非线性非互易边界在声学谐振环中实现可调谐单模自振荡 OAM 辐射的腔内生成机制，其原理与光学腔内涡旋生成方法有本质不同，尤其适用于不透明介质环境。该系统在一个边界内同时打破了厄米性、线性、互易性和时间反演对称性，多种效应的协同作用产生了双稳态、可调谐的自振荡态。
该机制不仅可用于声学 OAM 开关与存储器，还能为粒子操纵、水下正交 OAM 通信等应用提供灵活工具，并为探索非线性非厄米物理（如非线性趋肤效应、孤子等）提供了新平台。
Li Zhang et al., Hysteretic self-oscillatory acoustic radiation with tunable orbital angular momentum. Sci. Adv.12, eady5416(2026). DOI:10.1126/sciadv.ady5416
