光子时间晶体开辟光学研究新分支

科技日报北京7月11日电 （记者张佳欣）发表在最新一期《纳米光子学》杂志上的新研究表明，折射率（电磁辐射在介质中的速度与其在真空中的速度之比）可被调制得足够快，从而在光谱的近可见光部分产生光子时间晶体（PTC）。研究论文作者认为，在光学领域维持PTC的能力可能会对光科学产生深远影响，从而在未来实现真正颠覆性的应用。

PTC是折射率随时间快速上升和下降的材料，是光子晶体的时间等效物，其折射率在空间中周期性振荡，也是导致珍贵矿物和昆虫翅膀闪烁着彩色金属光泽的原因。仅当折射率能够与相关频率的电磁波的单个周期一致上升和下降时，PTC才是稳定的。

在这项新研究中，以色列理工学院与美国普渡大学的研究团队发送了波长为800纳米的极短（5—6飞秒）激光脉冲，它能穿透透明导电氧化物材料。

这导致了折射率的快速变化，这是使用近红外线探测激光束探测的。当材料的折射率恢复到正常值时，探测光束迅速红移（即其波长增加），然后蓝移（波长减少）。每一次折射率变化所花费的时间都很短，不到10飞秒，因此这处于形成稳定的PTC所需的单个周期内。

研究人员表示，在光学领域维持PTC的能力将“开启光科学的新篇章”。