最近在《纳米光子学》杂志上发表的一项研究揭示了通过快速调制折射率（即介质中电磁辐射速度与真空中速度之比），在光谱的近可见部分能够产生光子时间晶体（PTCs）。

研究的作者们认为，在光学领域中能够持久存在光子时间晶体可能对光学科学具有深远的影响，未来可能产生真正颠覆性的应用。

PTCs，即折射率在时间上快速上升和下降的材料，是光子晶体在时间上的等效物，光子晶体会导致折射率在空间上周期性振荡，如宝石和昆虫翅膀的闪烁现象。

一个光学热效应调制器（PTC）只有在折射率能够随所涉及频率的电磁波的单个周期上升和下降时才能保持稳定，因此不出所料，至今观察到的PTC仅存在于电磁波谱的最低频率端，也就是无线电波。

在这项新研究中，哈伊法以色列理工学院的主要作者莫迪海·塞盖夫与合作者普渡大学弗拉基米尔·沙拉耶夫和亚历山德拉·博尔塔塞娃以及他们的团队，通过透明的导电氧化物材料向800纳米波长的激光光脉冲发送了极短的（5-6飞秒）。

这导致了折射率的快速变化，通过使用稍微更长（近红外）波长的探测激光束来探测。随着材料的折射率恢复到正常值，探测光束被迅速红移（即波长增加），然后蓝移（波长减小）。

这种折射率变化所需的时间非常短暂，每次变化都不超过10飞秒，所以在形成稳定的光时钟所需的一个周期内完成。

“晶体中高能激发的电子通常需要十倍以上的时间才能回到基态，许多研究人员认为我们在这里观察到的超快速弛豫是不可能的，”西洲说。“我们还不完全了解它的具体发生方式。”

共同作者夏拉夫进一步表示，在光学领域保持光时钟的能力将“开启光科学的新篇章，并实现真正颠覆性的应用”。然而，我们对这些应用的了解与1960年代的物理学家对激光的可行应用了解一样有限。