光子時(shí)間晶體放大光以增強(qiáng)通信和激光

智能表面模仿難以捉摸的光子時(shí)間晶體。

科學(xué)家們已經(jīng)創(chuàng)造出可以放大光的二維光子時(shí)間晶體，在改進(jìn)無(wú)線通信和激光技術(shù)方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種制造光子時(shí)間晶體的方法，并證明這些奇異的人造材料可以放大照射在它們身上的光。發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一篇論文描述了這些發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)帶來(lái)更高效、更穩(wěn)健的無(wú)線通信，并顯著改進(jìn)激光器。

2012 年，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者 Frank Wilczek 首次構(gòu)想出時(shí)間晶體。我們熟悉的平凡晶體具有在空間中重復(fù)的結(jié)構(gòu)模式，但在時(shí)間晶體中，這種模式卻在時(shí)間中重復(fù)。雖然一些物理學(xué)家最初懷疑時(shí)間晶體是否存在，但最近的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成功地創(chuàng)造了它們。去年，阿爾托大學(xué)低溫實(shí)驗(yàn)室的研究人員創(chuàng)造了 可用于量子設(shè)備的成對(duì)時(shí)間晶體。

現(xiàn)在，另一個(gè)團(tuán)隊(duì)制造了光子時(shí)間晶體，這是基于時(shí)間的光學(xué)材料。研究人員創(chuàng)造了在微波頻率下工作的光子時(shí)間晶體，他們證明這種晶體可以放大電磁波。這種能力在各種技術(shù)中都有潛在的應(yīng)用，包括無(wú)線通信、集成電路和激光。

到目前為止，對(duì)光子時(shí)間晶體的研究主要集中在塊狀材料——即三維結(jié)構(gòu)上。這已被證明具有巨大的挑戰(zhàn)性，并且實(shí)驗(yàn)還沒(méi)有通過(guò)沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用的模型系統(tǒng)。因此，包括來(lái)自阿爾托大學(xué)、卡爾斯魯厄理工學(xué)院 (KIT)和斯坦福大學(xué)的研究人員在內(nèi)的團(tuán)隊(duì)嘗試了一種新方法：構(gòu)建一個(gè)二維光子時(shí)間晶體，稱為超表面。

標(biāo)簽：