上海交大葉芳偉課題組揭示莫爾晶格中波的演化規(guī)律
當(dāng)你說話時(shí),周圍的人都聽到了你的聲音,這是聲音(聲波)的擴(kuò)散現(xiàn)象;當(dāng)你丟一顆小石子到平靜的思源湖里,激起的漣漪會(huì)一圈一圈地蕩漾開來,這是水波的擴(kuò)散現(xiàn)象。實(shí)際上,各種波——不管是聲波、水波,還是電磁波、引力波、物質(zhì)波——總是傾向于向周圍擴(kuò)散(圖一)。因此,控制波的擴(kuò)散使其局域在某個(gè)有限的空間之內(nèi)是一個(gè)長期存在的重要科學(xué)問題。以光學(xué)中光波的局域?yàn)槔,人們提出了各種各種的局域機(jī)制:基于光纖的全反射、基于光子晶體的能帶帶隙、基于隨機(jī)系統(tǒng)的安德森局域以及基于非線性光學(xué)材料的局域機(jī)制。最近,以光波的局域?yàn)槔,物理與天文學(xué)院葉芳偉課題組與陳險(xiǎn)峰課題組合作,率先發(fā)現(xiàn)并揭示了一種新的波包局域機(jī)制:基于莫爾晶格的極平帶結(jié)構(gòu)。該發(fā)現(xiàn)具有重要的物理意義和廣泛的適用性。 圖一:無處不在的散開現(xiàn)象:跟煙霧會(huì)自然地散開一樣(a),聲音(b)、水波(c)、激光光束(d)都會(huì)散開。散開是各類波的普遍特性,因此,如何將波局域住是一個(gè)很重要的科學(xué)問題。 莫爾晶格在生活中經(jīng)?梢。將兩個(gè)周期結(jié)構(gòu)重疊在一起、并且彼此之間轉(zhuǎn)過一定的角度,人們會(huì)在其上看到明暗相間的條紋,此即莫爾條紋。圖二是葉芳偉課題組的博士生王鵬利用兩把梳子展示的莫爾條紋,這可能是世界上最簡單的莫爾條紋。實(shí)際上,如果你留心觀察的話,你會(huì)看到莫爾條紋在藝術(shù)設(shè)計(jì)、紡織業(yè)、建筑學(xué)、圖像處理、測量學(xué)和干涉儀等方面都有一些獨(dú)特的應(yīng)用。 |