光子時(shí)間晶體將掀起光學(xué)革命
最近,一項(xiàng)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(xiàng)研究表明,通過(guò)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(jiàn)部分產(chǎn)生光子時(shí)間晶體(PTC)。
研究人員制造出了近可見(jiàn)光譜的光子時(shí)間晶體,這可能會(huì)給光科學(xué)應(yīng)用帶來(lái)革命性的變化。這一突破擴(kuò)大了人們以前對(duì)光子時(shí)間晶體的認(rèn)識(shí)范圍,以前人們只能在無(wú)線電波中看到光子時(shí)間晶體。 該研究的作者認(rèn)為,在光域中維持光子時(shí)間晶體的能力可能會(huì)對(duì)光科學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,使未來(lái)真正具有顛覆性的應(yīng)用成為可能。 PTC 是一種折射率隨時(shí)間快速升降的材料,在時(shí)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(cè)量單周期時(shí)間折射的實(shí)驗(yàn)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(shí),PTC 才是穩(wěn)定的。 在這項(xiàng)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(guó)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(duì),發(fā)送了波長(zhǎng)為 800 納米的極短(5-6 飛秒)激光脈沖,穿過(guò)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(zhǎng)稍長(zhǎng)(近紅外)的探針激光束對(duì)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(shí),探針光束迅速紅移(即波長(zhǎng)增加),然后藍(lán)移(波長(zhǎng)減少)。 通過(guò) ITO 樣品的 44 fs 探針脈沖的透射光譜圖,適用于不同時(shí)間寬度的調(diào)制器脈沖。 每一次折射率變化所需的時(shí)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(shuō):"晶體中被激發(fā)出高能量的電子一般需要十倍以上的時(shí)間才能弛豫回基態(tài),許多研究人員認(rèn)為我們?cè)谶@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(kāi)啟光科學(xué)的新篇章,實(shí)現(xiàn)真正的顛覆性應(yīng)用"。然而,我們對(duì)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(duì)激光可能的應(yīng)用知之甚少一樣。 |
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tassy 2023-09-06 00:04光子時(shí)間晶體
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phisfor 2023-09-06 08:11光子時(shí)間晶體將掀起光學(xué)革命
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syqyc 2023-09-06 08:15學(xué)習(xí)了,挺好
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redplum 2023-09-06 08:27這個(gè)太厲害了
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likaihit 2023-09-06 08:28高水平論文
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zora_narener 2023-09-06 08:28光子時(shí)間晶體
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雨后無(wú)文 2023-09-06 08:29光子時(shí)間晶體
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chenming95 2023-09-06 08:41光子時(shí)間晶體將掀起光學(xué)革命
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mmttxiaoxiao 2023-09-06 08:45革命性成果加快研發(fā)進(jìn)度
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liulin666 2023-09-06 08:57光子時(shí)間晶體將掀起光學(xué)革命