物理学家研发出放大光的光子时间晶体

发布时间：2023-04-07 14:12:06 所属栏目：外闻来源：

导读：据悉，一组研究人员设计了一种二维光子时间晶体，他们说，这种晶体可以应用于发射器和激光器等技术。

尽管它们的名字叫“光子时间晶体”，但与“时间晶体”几乎没有共通之处，时间晶体是2012

据悉，一组研究人员设计了一种二维光子时间晶体，他们说，这种晶体可以应用于发射器和激光器等技术。

尽管它们的名字叫“光子时间晶体”，但与“时间晶体”几乎没有共通之处，时间晶体是2012年首次提出的物质，几年后才被观测到。基本的共同点是，两种晶体都有随时间变化的结构模式，但时间晶体是量子材料（原子悬浮在量子态中），而光子时间晶体是自然界中没有的人造材料，它们不一定悬浮在量子态中。

卡尔斯鲁厄理工学院的物理学家、该研究的主要作者王旭晨（音译）解释道：“通过随时间调制或改变超表面的电磁特性，我们能够创造出二维光子时间晶体。在这种超薄表面,光子时间晶体像对超材料的改良那样,能够以更薄、更轻、更易于制造的面貌,从 3D缩减为 2D。”

光子晶体是一种光学结构，其折射光的能力周期性地变化（也就是说，随着时间的推移）。在实验室环境中，超吸收材料的不同的电磁特性可以被微调，以选择性地创建用于非自然地产生善于放大接收到的光波的光子晶体。

这种晶体中的光子具有重复的模式，这使得它们具有相干性，类似于在量子比特上脉冲的激光模式有助于保持它们的相干性，延长量子态。

这一发现的实际应用，涉及大多数依赖于光子学的设备。例如，无线信号可以通过在二维光子时间晶体中涂覆设备来改善，使信号强度更强。然而，这些技术仍然存在局限性，比如，它们需要大量的能量，并且不能用于制造高质量的光子晶体。

尽管该团队制作的晶体只能放大微波频率，但研究人员表示，在设计上做一个小小的调整，就可以让晶体在毫米波频率下工作，就像5G通信中使用的那样。

（编辑：汽车网）

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