超快非線性光子學(xué)領(lǐng)域現(xiàn)在已成為眾多研究的焦點(diǎn)，因?yàn)樗�能在先進(jìn)的芯片上光譜學(xué)和信息處理中可以實(shí)現(xiàn)大量的應(yīng)用。后者尤其需要一種強(qiáng)烈的強(qiáng)度依賴性的光學(xué)折射率，它能以甚至超過皮秒時(shí)間尺度和適合集成光子學(xué)的亞毫米尺度來調(diào)制光學(xué)脈沖。

盡管在這一領(lǐng)域取得了巨大的進(jìn)展，但目前還沒有為紫外線（UV）光譜范圍提供這種功能的平臺(tái)�，F(xiàn)在，包括EPFL在內(nèi)的一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在一個(gè)由氮化鋁銦鎵制成的波導(dǎo)中實(shí)現(xiàn)了紫外光-物質(zhì)混合態(tài)（"激子-極子"）的巨大非線性，該波導(dǎo)是固態(tài)照明技術(shù)（如白色LED）和藍(lán)色激光二極管背后的一種寬帶隙半導(dǎo)體材料。

波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通訊》上，源自于謝菲爾德大學(xué)、圣彼得堡ITMO、查爾姆斯理工大學(xué)、冰島大學(xué)和EPFL基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院物理研究所的LASPE之間的合作。

科學(xué)家們使用了一個(gè)緊湊的100微米長(zhǎng)的裝置測(cè)量了紫外線脈沖的超快非線性光譜增寬，其非線性比在普通紫外線非線性材料中觀察到的要大1000倍，這與非紫外線偏振子裝置相當(dāng)。使用氮化鋁銦鎵是向用于先進(jìn)光譜學(xué)和測(cè)量的新一代集成紫外非線性光源邁出的重要一步。

參與這項(xiàng)研究的EPFL的拉斐爾·布特說："該系統(tǒng)是一個(gè)高度穩(wěn)健和成熟的半導(dǎo)體平臺(tái)，在紫外光譜范圍內(nèi)顯示出強(qiáng)激子光學(xué)轉(zhuǎn)換，并且在室溫下有著同樣的表現(xiàn)。系統(tǒng)中的非線性激子相互作用可與其他偏振子材料系統(tǒng)中的相互作用相媲美，例如砷化鎵和過氧化物，然而，它們不能同時(shí)在紫外線和室溫下工作。"

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