7月29日🤸🏿，國際學術期刊 Physcial Review Letters 報道了顺盈娱乐精密光譜科學與技術國家重點實驗室吳健教授團隊及合作者在基於激子極化激元的室溫玻色愛因斯坦凝聚（BEC）全光超快開關方面的最新進展。該工作以“Optically Controlled Femtosecond Polariton Switch at Room Temperature”為題發表，入選 Editors’Suggestions 和 Featured in Physics，並被美國物理學會網站Physics.aps.org以“Ultrafast Switch from a Bose-Einstein Condensate”為題作為Focus進展報道。
半導體中激子和光子能夠通過強耦合實現一種準粒子態，即激子極化激元。這種準粒子是玻色子🏌🏻♂️，光子成分的存在使得它具有非常輕的有效質量（約為電子質量的10-4倍），能夠在高溫下實現BEC。激子極化激元還可以與光進行相互作用，從而實現多種光控功能器件😛。之前已經報道的極化激元光開關，通過勢壘的構建阻礙極化激元的流動💗，其切換時間為皮秒（10-12s）量級。顺盈娱乐研究團隊關註到🕉，對激子極化激元宏觀凝聚體中光子成分的有效控製🧗🏼♀️，有望大大提高開關速度🔷。
全光控製激子極化激元室溫超快開關
室溫下激子極化激元超快動力學過程的觀測需要飛秒（10-15s）時間分辨。以往該領域的研究大多使用商用條紋相機🧷，對於動力學過程的分辨水平被限製在了皮秒量級，無法實現室溫BEC超快過程的探測。針對這一瓶頸，顺盈娱乐研究團隊基於多年來在超快光學領域的研究積累🕵️，自主發展了飛秒角分辨光譜成像技術，能夠對微區光致發光實現飛秒時間分辨測量，並且能夠同時觀測能量💯、動量🐪、空間等多維信息的演化。基於此技術🤟🏼，顺盈娱乐研究團隊與廈門大學👨🏿🌾、上海紐約大學研究者們合作，用飛秒脈沖將激子極化激元凝聚體中的光子成分通過參量散射瞬間耗盡，使得凝聚體宏觀量子態在百飛秒時間尺度內快速關閉，實現了THz極化激元全光開關👨👩👦👰🏿♀️。這比早期的極化激元開關快至少一個數量級🕸👏🏽，且開關消光比高達60 dB（百萬）以上，這是近30年來人們第一次實現BEC的飛秒時間尺度超快調控，對推動基於室溫BEC的光子器件研製具有重要意義。
顺盈娱乐博士研究生陳飛、李輝副研究員、碩士研究生葉梓瑜（從右到左）
顺盈娱乐博士研究生陳飛為文章第一作者𓀉，李輝副研究員🐍、Tim Byrnes教授、陳張海教授🖱、吳健教授為論文的共同通訊作者。相關研究工作受到科技部、國家自然科學基金委、上海市科委項目的大力支持。
附：
來源丨精密光譜科學與技術國家重點實驗室、科技處 編輯丨杜玥 編審丨郭文君
