科学家在全球范围内首次成功制备出全光子时间晶体（PTC），这种新型材料能够随时间快速且周期性地改变其光学特性，为光子学领域带来突破性进展。相关研究成果已发表于国际权威期刊《自然》，标志着人类在操控光与物质相互作用方面迈出关键一步。
研究团队由法国巴黎综合理工学院、法兰西公学院及德国亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫研究中心的科研人员组成。他们利用HZDR和TELBE超辐射太赫兹源，将系统驱动至太赫兹光与物质深度相互作用状态，首次实现了光子晶体光学性质的皮秒级动态调控。这一特性与光波自身的振荡周期相匹配，为开发超高速光子器件奠定了基础。
传统光子晶体通过周期性纳米结构控制光的传播路径，类似半导体对电子的调控。此前研究虽能通过温度或磁场调节其光学性质，但这种变化是静态的。而新型光子时间晶体突破了这一局限，其材料折射率可在万亿分之一秒内发生剧烈变化，实现了对光传播的动态控制。
为实现这一目标，科研人员设计了特殊的等离子体超材料。该材料由微米级金制凹槽阵列构成，底部依次叠加绝缘层和铟锑合金半导体层。金属凹槽作为微型光腔，可捕获光子；当半导体表面受太赫兹激光脉冲刺激时，会产生表面等离激元，使电子集体振荡并维持光场共振。
实验中，研究人员通过HZDR ELBE加速器中的TELBE太赫兹源，向设备发射高强度可调频激光脉冲。结果显示，材料的光学反射特性在极短时间内发生显著改变，验证了光子时间晶体的动态调控能力。这种特性有望应用于超高速计算机、自适应通信系统及新一代太赫兹激光器等领域。
目前，研究团队正致力于降低光子在晶体中的传输损耗，并探索提高设备内部光子密度的方法。当光放大达到临界阈值后，这项技术可能彻底改变太赫兹波段的光子学应用，为6G通信、高分辨率成像及量子计算等领域开辟新路径。
