航空新纪元南科大丛龙庆课题组揭秘光子刹车效应
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谐振腔的研究中，成功实现了“光子刹车”效应的实验验证，并在皮秒尺度上观察到了光子的简并模式剥离和线性频率转换现象。他们利用太赫兹光泵探测技术，通过向激发的谐振腔内注入损耗来改变非稳态光子的弛豫时间，从而实现对光子的动力学调控。
这一研究揭示了如何精确控制损耗以获得意想不到的价值，就像给汽车添加可控摩擦系统一样，可以用来操控非稳态光子。在这个过程中，科学家们使用飞秒激光脉冲向半导体腔内注入载流子，以此来精确控制载流子的注入时机和强度。
通过实验，他们观察到两个本征模式被激发并以各自的弛豫寿命辐射。在适当时机向腔内注入载流子，可以控制谐振腔的瞬态损耗，并观察到有趣现象，如异步调制和“涟漪”效应。这一发现为理解瞬态损耗与非稳态模式之间关系提供了新的视角。
该研究还展示了超快瞬态损害注入可以将两个简并模式从时域剥离，这种方法是目前其他任何手段无法实现的。此外，该团队还发现，对实部也伴随着相应的瞬态调制，这可能为太赫兹频率转换提供新的思路。
这项工作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资助，并已发表在Nature Communications杂志上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27014-z
