8 月 2 日消息，法國巴黎綜合理工學院、法蘭(lan) 西公學院和亥姆霍茲(zi) 德累斯頓-羅森多夫研究中心的科學家們(men) 最近取得新突破，在全球範圍內(nei) 首次製備出全光子時間晶體(ti) （PTC），能夠跟隨時間快速且反複地改變其光學特性。

IT之家了解到，這項成果已於(yu) 上個(ge) 月（7 月 29 日）發表於(yu) 《自然》期刊。該研究利用了 HZDR 和 TELBE 超輻射太赫茲(zi) 源，將係統驅動至太赫茲(zi) （THz）光與(yu) 物質相互作用狀態。為(wei) 超高速計算機、自適應通信係統和全新一代太赫茲(zi) 激光器鋪平道路。

本次研究中的光子晶體(ti) 是一種具有周期性光學結構的納米結構材料，可控製光子的傳(chuan) 播方式。科學家們(men) 通過調整不同材料的折射率和結構形狀，如同半導體(ti) 控製電子一樣，對特定波長的光進行阻擋、引導或增強。

該研究團隊已在此前證明，光子晶體(ti) 捕獲光的能力可以通過調節溫度或磁場實現。但此前，這種控製仍然是靜態的，無法跟隨時間變化。而此次研究中首次實現的光子時間晶體(ti) ，其材料的光學性質能夠達成皮秒（一萬(wan) 億(yi) 分之一秒）級動態變化，與(yu) 光自身的振蕩周期相當。

為(wei) 了讓光子性質能夠隨時間變化，研究人員付出了巨大努力。他們(men) 在泰雷茲(zi) 集團 Albert Fert 實驗室、巴黎綜合理工學院界麵物理實驗室的幫助下，製造出等離子體(ti) 超材料。據介紹，該材料由微米級金製凹槽結構組成，其下方依次是絕緣層，以及由銦和銻混合製成的半導體(ti) 材料。

同時，這些金屬凹槽能夠充當微型腔體(ti) ，在金屬層和半導體(ti) 層之間捕獲光子。當半導體(ti) 表麵受到刺激時，會(hui) 產(chan) 生“表麵等離激元”，讓電子表現出集體(ti) 波動行為(wei) ，進而捕獲光並維持振蕩。

科學家們(men) 利用了 HZDR ELBE 加速器中的 TELBE 太赫茲(zi) 源，向設備發射高強度、可調頻率的太赫茲(zi) 激光脈衝(chong) 。實驗結果顯示，該材料的光學性質、反射光能力可在極短時間內(nei) 發生強烈變化。

未來，科學家將探索如何進一步減少光子通過晶體(ti) 的損耗，並增加設備內(nei) 部的光子數量。當光放大達到足夠水平後，這項技術可能改變太赫茲(zi) 領域光技術的發展方式。

參考：Plasmonic metamaterial time crystal | Nature