最近，来自英国巴思大学、丹麦工业大学以及美国俄勒冈大学的一组物理学家使用光子晶体光纤成功地产生了阿秒脉冲，并且效率比以前的方法提高了近百万倍。  

    扫描电子显微镜 

      像显示了通过Kagome晶格空心光子晶体光纤透射出来的光的形貌。该光纤能够同时保持纤芯中传输的宽带导波模式和连续态包层模式，并且两者不发生相互作用。这一发现被看作是阿秒科学（发射以及测量脉冲宽度仅为一秒的二十亿分之一的光脉冲）研究领域中的一座里程碑。阿秒脉冲持续时间极短，稍纵即逝，这将能让研究人员利用阿秒脉冲精确地测量亚原子粒子的运动情况。阿秒脉冲有望为量子世界带来新的曙光。在量子世界中，亚原子粒子没有确定的位置，仅有可能的位置。  

      为了产生阿秒脉冲，该研究小组通过一种惰性气体获得了从可见光到X射线波段的超宽光谱。通常这需要GW（109W）的功率，但研究小组这次是使用光子晶体光纤（PCF）将光脉冲和气体捕获到一起的。在此之前，光子晶体光纤因为产生的光谱太窄而无法用于阿秒技术。此次该研究小组使用Kagome晶格光子晶体光纤产生了超宽光谱，所需功率仅为非光子晶体光纤方法的百万分之一。  

      目前为止，人们对光子晶体光纤的研究主要局限在利用其光子带隙。光子带隙使得光子不能在包层中传播，而是将光子束缚在光纤的内芯中。该研究小组正是利用“光可以在不同模式中共存而不发生强的相互作用，从而无需光子带隙就可以将光束缚在纤芯中”这一原理来开展研究的。  

    新的光传导理论 

      该小组的研究人员表示，他们提出了一套光子在空心光子晶体光纤中传导的新理论。与传统的光子带隙导光机制不同，这种传导与连续体中所谓的“Von Neumann-Wigner”束缚以及准束缚态相关。也就是说，空心光子晶体光纤具有一种独特的属性，能够同时保持纤芯传导模式和包层连续体模式。  

      研究中使用的光纤的传输带宽，比现有低损耗的光子带隙空心光子晶体光纤要高出若干倍。研究人员表示：“光纤的独特属性使得我们有可能观察到另一个与超快光学研究领域有关的重大突破。在超快领域，我们在充有氢气的空心光子晶体光纤中利用瞬态受激拉曼散射（SRS），演示了覆盖三个倍频程（波长325～2300nm）的相干类梳光谱脉冲的产生与传导。与目前的同类技术相比，这种充氢的空芯PCF产生的光谱功率水平降低了六个数量级，并且脉冲宽度比原来展宽了五个数量级。新的光子传导理论将为下一代光子材料（宽带空心光子晶体光纤及光子晶体）的设计提供新的方向。此外，这种光子传导方式与Von Neumann-Wigner态之间的相似性，将在光子学与量子力学之间架起一座新的桥梁。”  

      尽管多线相干受激拉曼散射是非线性光学中长期存在的一个基本问题，但研究人员认为他们提出的新理论以及实充满氢气的Kagome晶格空心光子晶体光纤生成的光谱的衍射图样。光谱范围覆盖了紫外到中红外波段。  

      验演示是该领域的重要进步，这得益于新型空心光纤的出现。研究人员表示，可以使用简易的、中等功率水平的激光器产生覆盖若干倍频程（紫外到红外）的超宽带相干类梳光谱，这将意味着阿秒脉冲能够更为简便地合成，并且波长将比现有的阿秒脉冲（极紫外及软X射线波段）更容易操控。  

      这一新技术同样适用于建造结构紧凑、成本低廉的亚飞秒光脉冲产生系统，这将对激光科学、材料科学以及生物科学等领域的研究工作产生深远影响。