等离子体超材料时间晶体
文章发表时间:2026年7月29日 Tingwen Guo ORCID: orcid.org/0000-0002-3442-0279 1,Jules Sueiro 2,Gian Marcello Andolina 2,Artem Levchuk ORCID: orcid.org/0000-0001-5742-3942 1,Stefano Ponzoni 1,Romain Grasset ORCID: orcid.org/0000-0003-4769-8947 1,Donald Monthe ORCID: orcid.org/0009-0004-5225-8369 1,Ian Aupiais 1,Dmitri Daineka 3,Javier Briatico 4,Thales VAG de Oliveira ORCID: orcid.org/0000-0002-4886-0654 5,Alexey Ponomaryov 5,Atiqa Arshad 5,6,Arjun Karimbana-Kandy 5,Gulloo Lal Prajapati ORCID: orcid.org/0000-0001-7111-4206 5,Igor Ilyakov 5,Jan-Christoph Deinert ORCID: orcid.org/0000-0001-6211-0158 5,Sebastian F. Maehrlein ORCID: orcid.org/0000-0002-9472-5701 5,7,Luca Perfetti ORCID: orcid.org/0000-0002-8426-557X 1,Marco Schirò ORCID: orcid.org/0000-0001-7585-9475 2 & … Yannis Laplace ORCID: orcid.org/0000-0002-7001-0373 1 Nature (2026) 引用此文章 摘要:空间光子晶体(SPCs)是光-物质相互作用的独特结构,因为它们在波长尺度上实现了大且空间周期的介电对比。它们的时间类比,即光子时间晶体(PTCs),通过以时间为周期调制光学特性承诺类似的进展,但这种调制需要强而超快的实现,实验上难以获得。驱动型超材料被认为是实现PTCs的一条途径,但全光学实现仍然未知,因为在如此短的时间尺度上实现调制存在挑战。在这里,我们展示了一种全光学实现光子时间晶体的方法,采用在太赫兹频率下工作的表面等离子体腔超材料。我们展示了等离子体超材料的强(近单位)和相干(亚光周期)周期性驱动,这得益于场诱导的动力学调制载体的动能和有效质量达到其静止质量的80%。我们的光谱测量表明,通过一个特殊点的介导,发生了向PTC区间的转变,其中两个弗洛凯驱动的光学特征模式合并。在PTC区间,显示出新出现的增益可将等离子体损耗减少超过50%(参考文献),并且我们预测等离子体激光将在实验范围内。这些结果为等离子体系统中的时间域光子学建立了一个稳健的平台。
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