蝴蝶效应——微小扰动引发显著后果——是非线性动力学系统中混沌的典型特征，代表对初始条件的高度敏感依赖性。这类混沌行为虽具有确定性，却本质上不可预测，广泛出现在经典力学（洛伦兹系统、双摆）、大气流动等诸多物理系统中。
在光学系统中，混沌动力学同样普遍存在，如非线性微腔、光纤网络中，不稳定性与非线性会产生不规则发射模式、混沌脉冲串与光学怪波。这些复杂行为主要体现在光场的时间演化上，已被用于安全光通信、随机数生成、光束整形等领域，凸显了对实时观测的迫切需求。
除时间维度外，光学系统还可因折射率空间涨落表现出空间混沌。尤其是被称为光学缺陷的折射率奇点，会带来局域、强烈的材料非线性畸变，使光的传播轨迹对初始条件极度敏感，形成混沌散射，主导着光在无序体系（如体育场光谐振腔、湍流流体、弱无序介质）中的传播。
这些散射光线可自组织形成空间聚焦、树状的传输通道，即光分支流。这一基本波动现象最早在电子系统中被发现，现已在水波、声波、光波等体系中被广泛观测。然而，由于其内在复杂性与强依赖关联无序势场，波分支通道极少能被可控构造，也难以集成到具有非线性响应的单一混沌中心。稳定并利用可控无序系统（包括含混沌点的系统）仍是长期挑战，而其在安全光通信中可承载更高信息熵的潜力也因此备受关注。
液晶（LC）具有自组装结构与对外场高度敏感的特性，是实现可重构无序光学系统的理想平台。南京大学陆延青教授、李炳祥教授、Ling-Ling Ma等以及电子科技大学蒙翠玲教授等携手在向列相液晶（NLC）体系中，实现了光与局域化空间混沌中心的直接相互作用，产生了通道可操控、对称性保护的光分支流。
作为各向异性流体，向列相液晶可形成种类丰富的拓扑结构。通过对约束面进行涡旋状图案化修饰，我们制备了复杂但精确可控的拓扑涡旋，其结构与模拟完全一致，而在自然界中极为罕见。这类拓扑结构由第一同伦群 π₁分类，并以拓扑荷（缠绕数）表征：环绕涡旋核心一周，指向矢场总旋转角除以 2π 即为拓扑荷。
这些人工设计的缺陷中心可散射光线，并产生可控的光分支流：
- 拓扑荷的绝对值控制分支数量
- 指向矢的面内方位角取向控制分支传播方向
为揭示其物理机制，我们基于几何光学开展模拟，发现分支流是光线在缺陷核心附近敏感散射的集体结果，是混沌动力学的典型特征。进一步表明，这种光混沌散射由强非线性驱动，类似于蝴蝶效应，源于缺陷核心附近剧烈的指向矢取向变化与液晶介质本征各向异性。
在混沌区域内，散射光线自组织为多条类吸引子轨迹，形成清晰的分支通道。这些通道恰好对应液晶指向矢与调控方向近似正交、有效光线折射率取极值的区域。理论分析与实验观测完全一致，从而建立了拓扑结构与光学混沌之间统一的关联框架。
陆延青教授、博士生导师；教育部长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、国家级科技创新领军人才、教育部创新团队带头人。1991年南京大学物理系本科毕业，1996年获南京大学物理系博士学位，后留校任教。 自2000年起，陆延青赴美并将工作转向应用工程技术领域。
先后担任美国Chorum Technologies 的Optical Engineer & Leader of Optical Design and Development Group，CREOL, Univ. of Central Florida的Visiting Research Scientist，Defiant Photonics 的Principal Engineer, eGTran（EZconn）中国分公司（光圣科技宁波有限公司）CTO 等职，积累了不少光电子产品研制、生产的实际经验。2006年底陆延青获聘返回南京大学任职。
陆延青教授是美国光学学会会士、中国光学学会会士、中国光学工程学学会会士、IEEE光子学会高级会员、中国激光杂志社COL执行主编、中国物理学会液晶专业委员会主任、《液晶与显示》副主编、科协“世界一流科技期刊建设专家委员会”委员、九三学社中央委员、全国青联常委、江苏省政协委员，曾获江苏十大青年科技之星、第五届江苏青年五四奖章和第十一届中国青年五四奖章。
李炳祥，国家高层次青年人才海外项目获得者、国家人社部高层次人才项目获得者、国家重点研发计划专项课题负责人、南京邮电大学”和软物质跨学科团队带头人。Oleg D. Lavrentovich教授，获得化学物理专业博士学位；长期从事软物质的物性、效应和操控等基础研究和应用开发，近年在
常任Physical Review Letters, Light: Science & Applications, Physical Review Applied 等国际知名期刊的审稿人，系学术期刊《液晶与显示》青年编委，多次受邀在国内外学术会议上做口头报告；
系中国物理学会终身会员、中国光学学会高级会员、美国物理学会会员、美国光学学会会员、英国物理学会会员、国际光学工程学会会员、江苏物理学会终身会员、江苏省材料学会会员等。
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aec5012
