光学学报 丨 2024-01-11
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量子行走液晶(Liquid Crystal)是一种能够调控光场偏振特性的功能材料,在显示屏、电光调制器等方面有着重要的应用。其中,向列型(nematic)液晶的分子受到电场的诱导,会发生集体重新定向(collective reorientation),这种重新取向在整个电极区域上几乎是均匀的,并且可以进行周期性的调制。但是,截至目前为止,很少有研究能够在液晶中产生三维空间上局域的孤立波(solitary wave)——光孤子(soliton),这种波的传播特性更多地体现出“粒子”的特征。最近,来自美国肯特州立大学的Oleg D. Lavrentovich教授课题组证明了利用交变电场调制,可以在向列型液晶中产生类似于“粒子”传播的三维孤立波,可展现出“波粒二象性”(dual particle–wave character)特征。研究人员将这些孤立波称为均匀材料中的“子弹”,能够沿垂直于电场和初始排列方向高速运动,可以在宏观上“飞行”比它们自身尺寸长几千倍的距离而不弥散,在碰撞中也能存活,体现出了真正的“孤子”特性。孤子在拓扑上与均匀状态等同,并且没有静态类比(static analogs),因此表现出典型的波粒二象性。在这个研究中,孤子的形状、速度和相互作用在很大程度上取决于材料的参数,为未来的广泛研究打开了一扇新的大门。相关研究发表在近期的《Nature Communications》。
来源:两江科技评论