UPV, UPC和ICFO的研究人员发现了“光子蛇态”，这标志着光及其操纵研究的重大进展。这一发现发表在《自然光子学》杂志上，为频率梳的形成开辟了新的可能性，并为通信、光谱学、计量学和量子计算等领域的先进应用铺平了道路。

来自西班牙UPV、UPC和ICFO的研究人员发现了这张照片尼克蛇，一种揭示光的秘密的新仪器。

光，有着无数的颜色，是大自然的奇迹之一。真正理解我们所观察到的，需要我们理解形成我们感知的光的确切颜色。我们通过使用被称为频率梳的光学工具来实现这一目标，频率梳在2005年首次获得诺贝尔物理学奖。

这些光学尺子不仅用于测量颜色，还用于测量时间、距离和其他关键数量。因此，它们在科学和技术应用中发挥着至关重要的作用，使我们能够探索和揭示光的深奥奥秘。

最近，由瓦伦西亚政治 大学(UPV)领导的一项研究取得了突破，加泰罗尼亚政治 大学-巴塞罗那理工学院(UPC)和光子科学研究所(ICFO)的研究人员共同参与了这项研究。该团队的研究成果发表在科学研究杂志《自然光子学》上，揭示了一种名为“光子蛇态”的新工具，用于破译光的秘密。

这项研究吸引了国际科学界，并为频率梳的形成开辟了前所未有的可能性。它假定存在二维光学尺子，这比目前使用的一维版本更复杂，并在各种应用中提供卓越的多功能性。

光子蛇生成状态下的光子微柱。信贷:UPV

应用于通信、光谱学或计算机

频率梳有大量的应用，特别是在通信领域。该研究的作者认为，这些梳子可以通过光纤有效地传输大量信息。通过使用定义明确的频率，多个光信号可以同时发送，并且在接收时很容易分离。

频率梳在光谱学中也起着关键作用。它们允许以无与伦比的精度和分辨率获得光谱，促进不同物质的识别。这在化学，生物学和医学中特别有用，其中精确的分子检测和材料表征至关重要。

在计量学中，测量科学，这些结构作为参考标准，因为它们能够产生稳定和已知的频率。它们可以精确测量时间和长度等基本量，这在大多数科学领域都是必不可少的。

此外，频率梳在量子计算中也显示出了很大的潜力。在这里，光粒子或光子是整体的。具体来说，频率梳可以产生具有独特特性的单光子，这对推进这些技术至关重要。

光学规则的未来

然而，这些光学尺子的发展面临着一个根本性的挑战:在构建它们时发生的不稳定性。这些不稳定性阻碍了多用途光形式的产生。

正如UPV IUMPA的研究员、这项工作的合著者Pedro Fernández de Córdoba教授所指出的那样，“应该注意的是，我们的团队已经从理论的角度获得了光结构稳定的条件，找到了我们称之为光子蛇的之字形构型。这些光态的稳定性是未来应用的一个关键方面。”

该研究还证明了创建可单独访问的同步光学尺子的二维排列的可行性。这一突破允许在单个设备中生成大量规则，由单个激光光源控制。

事实上，正如领导这项研究的Carles教授Milián所说:“这一突破的潜在影响是非凡的，因为它可以使宽带，可重构，单片多梳设备的发展成为可能。这些设备将根据需要实时提供不同的频率梳，极大地扩展了现有的应用。”

此外，本研究建立在深入而全面的理论模型基础之上。这些已经考虑了所有已知的影响，这些影响可能会在未来的二维频率梳形成实验中出现，使用强大的理论和数值工具。

事实上，正如UPV应用数学系主任、这项研究的合著者J. Alberto Conejero教授所指出的那样，“这项研究建立了一个非常精确的模型，其中包括了所有可能影响这些结构形成的现象。它将为未来的实验提供指导，提前知道可以产生稳定光蛇的实验参数，从而产生经济影响。”

科学的里程碑

这一发现标志着这些结构的物理学的一个里程碑，并为“先进光学设备令人兴奋的未来”铺平了道路。Salim B. Ivars(加泰罗尼亚政治大学)、Yaroslav V. Kartashov和Lluís Torner (ICFO)也为这项工作做出了贡献。根据后者的说法，“这一重要发现因其出乎意料和令人惊讶而引人注目，并且由于Milián教授的直觉和领导而成为可能。”

UPV、UPC和ICFO团队表示，这一发现将进一步刺激该领域的研究，并带来革命性的新应用和技术。他们总结道:“多亏了这些进步，我们离揭开光的神秘面纱又近了一步，并利用它的全部潜力为我们的社会造福。”

参考文献:“二维频率梳中的光子蛇态”，作者:Salim B. Ivars, Yaroslav V. Kartashov, P. Fernández de Córdoba, J. Alberto Conejero, Lluis Torner和Carles Milián, 2023年5月29日，《自然光子学》。DOI: 10.1038 / s41566 - 023 - 01220 - 1