100多年来,电子设备被称为品质因子(Q factor)的概念所控制。如果设备正在长时间储存大量的能量,它们需要具有较小的频宽,反之亦然。对雷射、电路和医疗设备来说,这一直是个限制,一个我们认为无法逃脱的事实。但我们错了。
透过建立一个不对称(asymmetric)且不对等(non-reciprocal)的系统,一个国际研究团队开发出一种方法来忽略这个品质因子。这个设置使得它们能够取代品质因子的传统限制达1千倍,而且,如同他们在科学期刊(Science)上所报告,对于时间带宽积(time-bandwidth)的限定似乎没有理论上的限制。
首席作者Kosmas Tsakmakidis在一份声明中说:“当我们发现这些新的结构完全没有时间带宽积限制的特征时,这是一个启示的时刻。”
品质因子来自共振器的物理学,由于特性的原因,系统以特定的频率振荡。大家可能熟悉的共振器是石英晶体(quartz crystals),用于无线电发射器和石英手表。
这个团队做出一种磁光材料(magneto-optic material)来当作共振器,但不像传统的那样。当施加磁场时,新系统可以抑制光波并储存起来,随着时间来积累能量。
这个团队认为,这些新的共振器可能是重大的光学缓冲器,当它移动穿越光纤系统时,可储存数据的设备。到目前为止,这是一直受到限制的。
被非品质因子的共振器所吹捧的想法是晶片上的显微镜,它将彻底改变医疗设备、存储能量的方式、甚至是宽带光学的掩饰,从字面上来看,使物体在光线下看不见的能力。