在光学领域，微腔作为微小结构，在激光器、传感器等众多技术里作用关键。它可捕获光，让光在内部循环数百万次。完美形状的谐振器中，光沿平滑圆形路径运动;对称性被轻微破坏时，光则沿混乱路径运动，产生如单向激光发射等效应。
此前，对微腔混沌行为的研究多集中在二维微腔，因其形状易在显微镜下观察测量。但三维(3D)微腔，其形变在各个方向，若不切割或损坏样品，很难捕捉内部几何结构，光在其中的行为也难以理解。
发表在《先进光子学》的研究带来转机。国际研究团队开发出在不损伤三维混沌微腔的情况下进行成像和分析的方法。他们运用X射线微型计算机断层扫描(µCT)技术，扫描了略微变形的二氧化硅微球，以亚微米级精度重建其完整三维形状。基于这个精细模型，研究团队计算了光线在变形腔体中的传播方式。他们发现，腔体形状在多方向扭曲时，光线并非随机反射，而是在整个腔体中扩散，即阿诺德扩散，证实了关于三维混沌光动力学的长期理论预测。
报告通讯作者、冲绳科学技术大学院大学教授西莱·尼克·乔尔迈克称：“这项工作为探索三维波混沌、非线性光学和量子光子学开辟新途径。除基础研究外，该方法还能启发高灵敏度传感器等新设计，利用混沌动力学提升性能。”测量和预测三维混沌微腔中光行为的能力，为基础科学和实际应用带来新可能。
