科技部高新技术司雷鹏加速显示领域进步南科大丛龙庆课题组揭秘光子刹车效应开启新时代显示技术的未来之门
近日，南方科技大学电子与电气工程系副教授丛龙庆及其团队在超材料构造的谐振腔中成功实现了“光子刹车”效应，并在皮秒尺度上观察到了刹车过程中的光子简并模式剥离、线性频率转化等现象。这项研究成果发表在Nature Communications上，以“Temporal loss boundary engineered photonic cavity”为题。
如果将谐振腔内弛豫振荡的光子比作高速公路上的汽车，那么对其进行控制就如同给汽车安装可控刹车系统。通过向激发的光学谐振腔中注入损耗，可以改变非稳态光子的弛豫时间，从而实现对光子的精确控制，这种控制通常发生在皮秒甚至飞秒量级。
这一技术可以被用于多个领域，其中最关键的是它提供了一种新的方法来操控非稳态光子，这对于许多应用至关重要。例如，在激光雷达和太赫兹通信中，能够更快地调节系统将会极大地提高性能。此外，该技术还可能有助于创建一种新的方式来产生量子压缩态，这是一种非常稀有的和强大的物质状态。
该研究利用飞秒激光脉冲向半导体腔内注入载流子的方式，通过精确控制载流子的注入时机和强度来实现对非稳态光子的动力学调控。在实验中，团队发现当他们选择适当的时机向腔内注入浓度可控的载流子时，可以引起瞬态损耗，并且这种损耗可以用来观察到一些以前未知的现象，如异步调制和线性频率转换。
这些发现不仅为我们提供了一种新颖的手段去理解和操纵非稳态物理过程，也为未来可能使用此类技术开发新型器件提供了基础。
