2026年7月20日至8月20日，淮北师范大学物理与电子工程学院“数模筑基·盛夏躬行”实践团，作为暑期“三下乡”社会实践“揭榜挂帅”专项校级重点团队，围绕“轨道角动量（OAM）模式光学数字乘法运算”这一前沿课题，开展了为期一个月的科研攻关实践。团队以实验室为战场，以代码与光路为工具，在理论建模、数值仿真与原理验证中探索全光计算的新赛道，用实际行动诠释了“数模筑基、盛夏躬行”的科研求索精神。

揭榜挂帅起航，锚定“算力”坐标。 轨道角动量（OAM）模式作为光的“螺旋指纹”，因其天然的正交性与高维信息载量，被视为突破传统电子芯片算力瓶颈、实现高维全光信息处理的理想载体。然而，如何将抽象的二进制数值“翻译”为光场模式，并实现高精度的可编程数学运算，仍是全光计算领域亟待攻克的技术难题。面对挑战，实践团主动“揭榜挂帅”，将前沿学术探索融入暑期社会实践，明确了以“OAM模式乘除运算及多级相位调控”为核心的攻坚路线，立志在全光数字运算领域贡献青年科研力量。

破译光场密码，筑牢理论根基。攻坚之路，始于理论的“从0到1”。为了实现二进制数值与光场状态的精准对应，团队成员系统梳理了二进制编码与OAM模式之间的逻辑映射关系，创新性地提出了一套智能调控映射规则——将具体的二进制位精准对应至特定的OAM模式，并使数值的左移与右移转化为光场模式的“智能跳转”。经过数十次推演与论证，团队成功推导并明确了2^N倍乘、除运算所对应的OAM模场调控规律，为后续光子引导模型的构建搭建起坚实的理论支柱。

深耕数值仿真，追光构建模型。理论突破之后，如何让光子按照预定路线精准演化？团队基于光学标量衍射理论与衍射神经网络（ODNN），着手搭建多级相位-衍射调控的光子引导模型。“这犹如在计算机中打造一套微型可编程光学系统，每一层相位调制都是一道指令，精准指挥光束的演变与归宿。”团队成员这样描述道。在长达近一个月的攻坚期内，团队成员扎根实验室，在Python编程环境中对相位层数优化、单元尺寸匹配、输入光束参数控制及输出模式识别等关键环节进行反复调试与迭代。历经上百组数据的仿真测试，团队成功实现了对不少于3个OAM模式的独立感知与可控变换。

攻坚原理验证，初露成果锋芒。 经过一个月的连续奋战与集中攻关，实践团取得了关键性阶段突破：不仅完整建立了OAM模式数字乘法运算的理论框架，还设计出包含不少于3级相位层数的多级调控方案。团队成功完成了2^N倍乘、除运算的原理性仿真验证，并对运算对比度、模式转换效率等核心性能指标进行了系统评估，成功验证了方案的可行性与优越性。这一成果为后续构建“感算一体”的高性能全光数字乘法运算系统奠定了关键的技术基础。

从盛夏到初秋，从理论推导到仿真验证，从深夜的算法调试到光学的精密测量，“数模筑基·盛夏躬行”实践团用一个月的不懈攻坚，在全光计算的前沿赛道上留下了深刻的青年足迹。未来，淮北师大物电学子将继续深耕OAM光场调控与全光神经网络交叉领域，秉承科研报国的初心，让“追光”之志在国家科技创新的大潮中绽放更加璀璨的光彩。

（文/图：韩雯静/审核：刘忠良 黄克/审校：戴海峰/终审：侯永轶）