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科技日報(bào)記者?張佳欣
發(fā)表在最新一期《納米光子學(xué)》雜志上的新研究表明，折射率（電磁輻射在介質(zhì)中的速度與其在真空中的速度之比）可被調(diào)制得足夠快，從而在光譜的近可見光部分產(chǎn)生光子時(shí)間晶體（PTC）。研究論文作者認(rèn)為，在光學(xué)領(lǐng)域維持PTC的能力可能會對光科學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，從而在未來實(shí)現(xiàn)真正顛覆性的應(yīng)用。
用于測量單周期狀態(tài)下的時(shí)間折射的實(shí)驗(yàn)裝置。圖片來源：《納米光子學(xué)》雜志
PTC是折射率隨時(shí)間快速上升和下降的材料，是光子晶體的時(shí)間等效物，其折射率在空間中周期性振蕩，也是導(dǎo)致珍貴礦物和昆蟲翅膀閃爍著彩色金屬光澤的原因。僅當(dāng)折射率能夠與相關(guān)頻率的電磁波的單個(gè)周期一致上升和下降時(shí)，PTC才是穩(wěn)定的。
在這項(xiàng)新研究中，以色列理工學(xué)院與美國普渡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)送了波長為800納米的極短（5—6飛秒）激光脈沖，它能穿透透明導(dǎo)電氧化物材料。
這導(dǎo)致了折射率的快速變化，這是使用近紅外線探測激光束探測的。當(dāng)材料的折射率恢復(fù)到正常值時(shí)，探測光束迅速紅移（即其波長增加），然后藍(lán)移（波長減少）。每一次折射率變化所花費(fèi)的時(shí)間都很短，不到10飛秒，因此這處于形成穩(wěn)定的PTC所需的單個(gè)周期內(nèi)。
研究人員表示，在光學(xué)領(lǐng)域維持PTC的能力將“開啟光科學(xué)的新篇章”。
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