姚涵清，翟远，陈凯威，林睿菲，俞熹，车治辕

（复旦大学 物理学系，上海 200433）

摘要：设计并搭建了拓扑水波结构控制平台，首次在教学装置中构造水表面波中的奈尔型斯格明子阵列结构，并研究其拓扑特性. 利用快速棋盘格解调算法获取水表面位移场信息，计算指定范围内斯格明子数；将3列平面波按C3对称性排布，波矢方向交于波场中心，并使3列波的初始相位依次间隔2π/3，以产生斯格明子阵列的周期性演化；使用额外振动源扰动水表面波场，追踪扰动源振幅和相位变化对中心斯格明子数的影响，并绘制参数曲线. 结果表明：成功构建了奈尔型斯格明子阵列，观测到其周期性演化引发一阶涡旋、偏振奇点及莫比乌斯环结构；角动量分布可控制小球自旋；扰动实验表明斯格明子具有拓扑保护性. 该平台和方法为拓扑水波结构的教学与研究提供了有效实现手段，有助于学生深入理解斯格明子的拓扑性质.

关键词：拓扑波；斯格明子；波涡旋；水表面波

引文格式：姚涵清，翟远，陈凯威，等. 通过水波场构造并研究斯格明子阵列［J］. 物理实验，2026,46（6）：8-14.

Cite this article:  Yao H Q, Zhai Y, Tan K W, et al. Construction and investigation of skyrmion arrays on water-wave ［J］. Physics Experimentation, 2026,46（6）：8-14. (in Chinese)