近日，我校纳米光学与超材料国际联合研究中心（简称“超纳中心”）与芬兰阿尔托大学、东芬兰大学及德国卡尔斯鲁厄理工学院团队合作，在光子时间晶体领域取得了重要进展，理论上证实了通过对具有谐振特性的材料进行周期性调制，可以实现无限宽的动量带隙，从而对动量谱中所有的光波模式进行指数级放大，解决了长期以来光子时间晶体动量带隙受限的理论难题。研究成果于11月12日以《通过电磁共振扩展光子时间晶体中的动量带隙》（Expanding momentum bandgaps in photonic time crystals through resonances）为题发表于国际顶级期刊《自然·光子学》（Nature Photonics），这一重要发现有望摆脱光子时间晶体对高功率调制的依赖。

图：基于硅纳米球阵列超表面的光子时间晶体示意图

光子时间晶体是一种特殊的随时间周期性变化的光学结构，可以像激光一样放大光能。这种结构能制造出一种“动量带隙”，让处于带隙中的光能量随时间指数放大。曾有学者认为要制造这种带隙需要很大的能量，可能会损坏材料。此项工作证实如果材料能自己产生电磁共振，那么只需要很小的能量就能制造出这种带隙。这为制造更高效的激光器、定向光源和先进传感器提供了全新思路。

我校王旭辰教授为论文的第一作者及通讯作者，德国卡尔斯鲁厄学院Puneet Garg博士为共同第一作者及通讯作者，哈尔滨工程大学为第一单位及第一通讯单位。该工作得到了中央高校业务费的支持。

超纳中心围绕多物理场超材料理论及器件应用领域打造国际联合创新团队，探索新时代与海外高校的合作新范式，统筹推进国际化教育科技人才工作，协同赋能新质生产力，在多物理场能量富集与传输、纳米光电能源器件等领域开展基础和应用基础研究，取得一系列创新成果，以哈工程为第一单位或通讯单位在Nature Electronics, Nature Photonics, Nature Materials, Nature Nanotechnology, Nature Communications, Physical Review Letters等国际顶级期刊发表论文50余篇。

《自然·光子学》为Nature子刊，是Springer Nature集团出版的学术刊物，是光学领域中排名第一的期刊，在国际光学领域享有极高声誉，影响因子为39.728。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-024-01563-3