研究團隊提出光子芯片上減慢光速新方法

　　“天上一日，地上一年”，寄托了我國古人對長生不老的美好愿望。事實上，古人的這一時空觀念和智慧與愛因斯坦的狹義相對論相吻合。根據狹義相對論，當我們的速度接近光速時，時間會變慢。真空中的光速c約為30萬公里每秒，是宇宙中最快的速度，也是所有物質和信息傳播的速度上限，被認為是無法超越的。

　　光速不能被超越，但能被減慢。1999年哈佛大學Hau等人利用電磁誘導透明（EIT）技術在接近絕對零度的超冷原子中實現了17米每秒的極慢光速（相當于一名優秀運動員的自行車騎行速度）。近些年來，人們進一步發展了玻色-愛因斯坦凝聚、光子晶體等多種技術來實現慢光效應。然而，在所有這些慢光技術中，損耗是一大核心限制因素。

　　1月6日，記者從中國科學院深圳先進技術研究院獲悉，該院先進集成技術研究所副研究員李光元團隊在超構表面光子慢光芯片的損耗抑制研究中獲新突破。相關成果發表于國際期刊《納米快報》，并被選為封面文章。

　　研究團隊通過利用兩種表面晶格共振模式（SLR）的干涉耦合來實現常溫下的新型類EIT現象，在一百納米高的硅納米柱陣列上使光速減慢了一萬多倍，不到30公里每秒，同時實驗測得損耗低至現有紀錄的不到五分之一，從而實現了“硅柱中百納米，空氣中一毫米”的現象。此外，還在理論上預測出一種能使光速減慢系數和品質因子（與損耗成反比）同時以反二次函數發散到無窮大的慢光現象。

　　該研究將有望極大地提高慢光光子芯片器件的性能，并在光傳感、光通信、光計算和光緩存等領域獲得廣泛的應用，也為慢光技術的研究提供了新的思路。該研究中，深圳先進院為論文第一單位，集成所副研究員李光元為本文的通訊作者，團隊成員碩士研究生趙學騫為第一作者。

　　相關論文信息： https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c04174