南科大丛龙庆课题组揭秘光子刹车中国十年巨变中的科技奇迹
在中国十年巨变的征程上，科学家们不断探索新技术的边界。近日，一项研究成果在科技领域引起了广泛关注。这项研究由南方科技大学电子与电气工程系副教授丛龙庆带领的课题组完成，他们成功实现了“光子刹车”效应，并且在皮秒尺度上观察到了光子的简并模式剥离、线性频率转化等现象。
这一研究中，团队采用超材料构造的谐振腔和太赫兹光泵探测技术，以“Temporal loss boundary engineered photonic cavity”为题发表于Nature Communications。通过向激发的光学谐振腔内精确控制损耗，可以改变非稳态光子弛豫过程，从而实现对光子的高速调控，就像给汽车添加可控摩擦系统一样。
实验表明，在具有两个本征模式的谐振腔中，当激发后这两个模式会以不同的弛豫寿命辐射。在适当时机注入载流子可以控制谐振腔瞬态损耗，从而对非稳态光子的动力学进行调控。此外，团队还发现瞬态损耗耦合到谐振腔引发了一系列有趣现象，如异步调制和被调制区域产生“涟漪”。
这些发现不仅验证了理论模型，还为未来应用提供了新的思路。例如，“光子刹车”效应结合超表面，可用于超快波束扫描器件，推动激光雷达和太赫兹通信技术发展。而线性频率转换机制则有望绕开强场依赖，为太赫兹波段提供新的解决方案。此外，这项研究还可能为量子压缩态产生提供新的路径。
此次研究成果得到了国家自然科学基金面上项目和国家青年人才计划项目支持，是南科大及其合作伙伴重要的一份贡献，也是中国科技进步的一个里程碑。
