2013年，英国格拉斯哥大学Padgett课题组认识到除了传统的线性多普勒效应，在旋转角度方向也存在多普勒频移效应，即旋转多普勒效应，从那之后，人们开始利用旋转多普勒效应进行角速度测量，人们发现轨道角动量模式和物体转速能够影响旋转物体的反射光频移，但是该频移的机理并不清楚，例如我们仍然不知道旋转物表面怎样影响频移，以及入射光、散射光和旋转物表面有什么关系。

武汉光电国家实验室光电子器件与集成功能实验室张新亮教授、董建绩教授和博士周海龙等人和西安交通大学张沛教授合作，提出了一种基于模式展开的理论模型，该模型完全解析了光学旋转多普勒效应。该研究表明频移量仅仅由旋转物决定，频移量正比于旋转速度，且与出射轨道角动量（OAM）模式，入射OAM模式的模式差成正比。进一步该理论模型得到了相关实验验证。该模型明确地指出旋转物表面的螺旋分量分布决定了频移量，该成果可以用于很多有关的领域，比如探测旋转速度，表面成像，以及检测OAM等。

2016年4月28，美国光学学会（OSA）旗下期刊《光学快报》（Optics Express）上在线刊发了该研究成果[1]。该研究成果获得了教育部新世纪优秀人才支持计划（GrantNo. NCET-11-0168）、全国百优博士论文基金（Grand No. 201139）、国家自然科学基金（Grant No. 11174096,11374008和61475052）和湖北省自然科学基金(Grant No. 2014CFA004)的支持，发表的文章全文链接为：

https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-24-9-10050

1       Zhou, H., Fu, D., Dong, J.,Zhang, P. & Zhang, X. Theoretical analysis and experimental verification onoptical rotational Doppler effect. Opt. Express 24 (2016).