最（zuì）近，來自英國巴思大學、丹麥工業大學以及美（měi）國俄勒（lè）岡大學的（de）一組（zǔ）物理學家使用光子晶體光纖成功地產生（shēng）了阿秒脈衝，並且效率（lǜ）比以前的方法（fǎ）提高了近百萬倍。  

    掃描電子顯微（wēi）鏡 

      像顯（xiǎn）示了（le）通過Kagome晶格空心光（guāng）子晶體光纖透射出來的光的形（xíng）貌。該光纖能（néng）夠同時保持纖（xiān）芯中傳輸的（de）寬帶導波模式（shì）和連續態包層模式，並且兩者不發生相互作用（yòng）。這一發現被看作是阿秒科學（發射以及測量脈衝（chōng）寬度僅為一秒的二十億分之一的光脈衝）研究領域（yù）中（zhōng）的一座裏程碑。阿秒脈衝持續時間極短，稍縱即逝，這將能（néng）讓研究人（rén）員利用阿秒脈（mò）衝精確地測量亞原子粒子的（de）運動情況。阿秒脈衝有望為量子（zǐ）世界帶來新的曙光。在量子（zǐ）世界中，亞原子粒子沒（méi）有確定的位置，僅有可能的位置。  

      為了（le）產生阿秒脈衝，該研究小組通（tōng）過一種惰性氣體獲得了（le）從可見光到X射線波段的超寬光譜。通常這需要GW（109W）的功（gōng）率，但研（yán）究小組這次是使用光子晶體光纖（PCF）將光脈衝和氣體捕獲到一起的。在此之前，光子晶體光纖因為產生的光譜太窄而無法用於阿秒技術。此次該研（yán）究小組使用Kagome晶格光（guāng）子晶體光纖產生了超寬光譜，所需功率僅為非光子晶體光纖方法的百萬分之一。  

      目前為止，人們對光子晶體（tǐ）光（guāng）纖的研究主要局限在利用其光子帶隙。光子（zǐ）帶隙使得光子不能在（zài）包層中傳播，而（ér）是將光子束縛在光纖的內（nèi）芯中。該研究小組正是利用“光可（kě）以在不同模式中（zhōng）共存而不發（fā）生強的相互作用（yòng），從而無需光子帶隙就可以將光束縛在纖（xiān）芯中”這一原理（lǐ）來開展研究的（de）。  

    新的光傳（chuán）導理論 

      該（gāi）小組的研究人員表示，他們提出了一套光子在空心光子（zǐ）晶體光纖中傳導的新理論。與傳（chuán）統的光子帶（dài）隙導光機（jī）製不同，這種傳導與連續體中所謂的“Von Neumann-Wigner”束縛以（yǐ）及準束縛態相關。也就是說，空心光子（zǐ）晶體光纖具有一種獨特的屬性，能夠同時保（bǎo）持（chí）纖芯傳導模式和包層連續體模式。  

      研究中使用的光纖的傳輸帶寬，比現有低損耗的光（guāng）子帶隙空心光（guāng）子晶體光纖要高（gāo）出若幹倍。研究人員表示：“光纖的獨特屬性使得我們有可能觀（guān）察到另一個與超快（kuài）光學研究領域有關的重大突破。在超快領域，我們在充有氫（qīng）氣的空心光（guāng）子晶體光纖中利用瞬態（tài）受激拉曼散射（SRS），演示了覆（fù）蓋三個倍頻程（波長325～2300nm）的相（xiàng）幹類梳（shū）光（guāng）譜脈衝的產生與傳導。與目前的同類技術相比，這種充（chōng）氫的空芯（xīn）PCF產生的光譜功率水平降低了六個數量級，並且脈衝寬度比（bǐ）原來展寬了五個數量級。新的光子傳導理論將為下一代光子材料（寬帶空心光子晶體光纖及光子晶體）的設計提供新的方向。此外，這種光子傳導方式（shì）與Von Neumann-Wigner態之間的相似性，將在光子學與量子力學（xué）之間（jiān）架起一座新的橋梁。”  

      盡（jìn）管多線相幹受激拉曼散射是（shì）非線性（xìng）光學（xué）中長期存在的一個基本（běn）問（wèn）題，但研究人員認為他們提出的新理論以及實充滿氫氣的Kagome晶格空心光子（zǐ）晶體光（guāng）纖生成的光譜的衍射圖樣。光譜（pǔ）範圍（wéi）覆蓋了紫外到中紅外波段。  

      驗演示是該領域的重要進步，這得益（yì）於新型空心光纖的出現。研究人員表示，可以使用簡易的、中等功率水平的激光器產生覆蓋若幹倍（bèi）頻程（紫外到紅外）的（de）超寬帶相幹類梳光譜，這將意味著阿秒脈衝能夠更為簡便地合成，並且波長（zhǎng）將比現有的阿秒脈衝（chōng）（極紫外及軟X射線波段）更容易操控。  

      這一新技術同（tóng）樣適用於建（jiàn）造結構緊湊、成本低廉的亞飛秒光脈衝產生係統，這將對激（jī）光科學、材料科學以及生物科（kē）學等領域的研究工作產生深（shēn）遠影響。