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近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場(chǎng)科學(xué)中心盛志高研究團隊等采用超快時(shí)間分辨泵浦探測技術(shù)，在SrTiO₃晶體中實(shí)現了由超快相干聲子誘導的GHz頻率的雙折射調制，其工作頻率遠超現今商業(yè)光彈調制器的截止頻率。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）上，并申請了發(fā)明專(zhuān)利。

具有雙折射效應的特定材料能塑造光?；陔p折射調制技術(shù)工作的光彈調制器是現代光學(xué)技術(shù)的核心元件之一。目前的光彈調制器多借助壓電材料提供的機械應力來(lái)驅動(dòng)光彈晶體實(shí)現雙折射調制，其工作頻率受限于光彈/壓電晶體的諧振頻率，一般為kHz量級。隨著(zhù)高頻信號處理和高頻光通信的需求不斷涌現，亟需研發(fā)具有GHz工作頻率的雙折射材料與調制技術(shù)。

針對這一現狀，盛志高課題組與合作者經(jīng)過(guò)大量材料篩選與技術(shù)探索，借助強磁場(chǎng)磁光實(shí)驗室中的超快泵浦-探測系統，在鈣鈦礦SrTiO₃晶體中發(fā)現了由超快相干聲子誘導的GHz光學(xué)雙折射效應，并實(shí)現了對其進(jìn)行光學(xué)操控。研究團隊在換能器/SrTiO₃異質(zhì)結構中，使用超快激光脈沖產(chǎn)生了具有低阻尼的相干聲學(xué)聲子。經(jīng)過(guò)系列材料篩選，研究發(fā)現LaRhO₃半導體薄膜作為換能器層能獲得相對較高的光子-聲子能量轉換效率。進(jìn)一步，研究在優(yōu)化的異質(zhì)結構中發(fā)現，超快相干聲學(xué)聲子可以在應力敏感的SrTiO₃晶體中誘導出具有GHz頻率的光學(xué)雙折射。同時(shí)，研究團隊利用雙泵浦技術(shù)實(shí)現了對相干聲子及其誘導的GHz雙折射的光學(xué)操縱。這揭示了超快光學(xué)雙折射調制的一種機制，并為GHz高頻聲光器件的應用奠定了技術(shù)基礎。

研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、強磁場(chǎng)安徽省實(shí)驗室方向基金和合肥大科學(xué)中心高端用戶(hù)培育基金的支持。

左圖：激光誘導的聲學(xué)聲子激發(fā)SrTiO₃晶體GHz雙折射原理示意圖；右圖：不同晶體取向的SrTiO₃晶體GHz雙折射調制。