光子時間晶體將掀起光學(xué)革命
最近,一項研究揭示了折射率的振蕩比現(xiàn)有理論所能解釋的更快。發(fā)表在《納米光子學(xué)》(Nanophotonics)雜志上的一項研究表明,通過快速調(diào)節(jié)折射率(即電磁輻射在介質(zhì)中的速度與在真空中的速度之比),可以在光譜的近可見部分產(chǎn)生光子時間晶體(PTC)。
研究人員制造出了近可見光譜的光子時間晶體,這可能會給光科學(xué)應(yīng)用帶來革命性的變化。這一突破擴(kuò)大了人們以前對光子時間晶體的認(rèn)識范圍,以前人們只能在無線電波中看到光子時間晶體。 該研究的作者認(rèn)為,在光域中維持光子時間晶體的能力可能會對光科學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,使未來真正具有顛覆性的應(yīng)用成為可能。 PTC 是一種折射率隨時間快速升降的材料,在時間上等同于光子晶體,其中的折射率在空間中周期性振蕩,導(dǎo)致了珍貴礦物和昆蟲翅膀的虹彩等現(xiàn)象。 測量單周期時間折射的實驗裝置 只有當(dāng)折射率的升降與相關(guān)頻率電磁波的單周期一致時,PTC 才是穩(wěn)定的。 在這項新研究中,第一作者、以色列海法以色列理工學(xué)院的莫德凱-塞格夫(Mordechai Segev)與合作者、美國印第安納州普渡大學(xué)的弗拉基米爾-沙拉耶夫(Vladimir Shalaev)和亞歷山德拉-博爾塔塞娃(AlexndraBoltasseva)及其團(tuán)隊,發(fā)送了波長為 800 納米的極短(5-6 飛秒)激光脈沖,穿過透明導(dǎo)電氧化物材料。 這引起了折射率的快速變化,使用波長稍長(近紅外)的探針激光束對這種變化進(jìn)行了探索。當(dāng)材料的折射率恢復(fù)到正常值時,探針光束迅速紅移(即波長增加),然后藍(lán)移(波長減少)。 通過 ITO 樣品的 44 fs 探針脈沖的透射光譜圖,適用于不同時間寬度的調(diào)制器脈沖。 每一次折射率變化所需的時間都微乎其微--不到10飛秒,因此也在形成穩(wěn)定的PTC所需的單周期內(nèi)。 Segev說:"晶體中被激發(fā)出高能量的電子一般需要十倍以上的時間才能弛豫回基態(tài),許多研究人員認(rèn)為我們在這里觀察到的超快弛豫是不可能的。我們還不清楚它是如何發(fā)生的。" 論文合著者 Shalaev 進(jìn)一步指出,在光域中維持 PTC 的能力(如本文所展示的)將"開啟光科學(xué)的新篇章,實現(xiàn)真正的顛覆性應(yīng)用"。然而,我們對這些可能的應(yīng)用知之甚少,就像 20 世紀(jì) 60 年代的物理學(xué)家對激光可能的應(yīng)用知之甚少一樣。 |
最新評論
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loy13 2023-09-06 16:22太厲害
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tomryo 2023-09-06 17:32光子時間晶體將掀起光學(xué)革命
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星空38 2023-09-06 17:50最近,一項研究揭示了折射率的振蕩比現(xiàn)有理論所能解釋的更快
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wangjin001x 2023-09-06 18:08光子時間晶體將掀起光學(xué)革命
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jeremiahchou 2023-09-06 19:51在光域中維持 PTC 的能力(如本文所展示的)將"開啟光科學(xué)的新篇章,實現(xiàn)真正的顛覆性應(yīng)用
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sac 2023-09-06 22:11光學(xué)革命