最近，來自英國巴思大學、丹麥工業大學以及美國俄勒岡大學的一組物理學家使用光子晶體光纖成功地產生了阿秒脈沖，并且效率比以前的方法提高了近百萬倍。  

    掃描電子顯微鏡 

      像顯示了通過Kagome晶格空心光子晶體光纖透射出來的光的形貌。該光纖能夠同時保持纖芯中傳輸的寬帶導波模式和連續態包層模式，并且兩者不發生相互作用。這一發現被看作是阿秒科學（發射以及測量脈沖寬度僅為一秒的二十億分之一的光脈沖）研究領域中的一座里程碑。阿秒脈沖持續時間極短，稍縱即逝，這將能讓研究人員利用阿秒脈沖精確地測量亞原子粒子的運動情況。阿秒脈沖有望為量子世界帶來新的曙光。在量子世界中，亞原子粒子沒有確定的位置，僅有可能的位置。  

      為了產生阿秒脈沖，該研究小組通過一種惰性氣體獲得了從可見光到X射線波段的超寬光譜。通常這需要GW（109W）的功率，但研究小組這次是使用光子晶體光纖（PCF）將光脈沖和氣體捕獲到一起的。在此之前，光子晶體光纖因為產生的光譜太窄而無法用于阿秒技術。此次該研究小組使用Kagome晶格光子晶體光纖產生了超寬光譜，所需功率僅為非光子晶體光纖方法的百萬分之一。  

      目前為止，人們對光子晶體光纖的研究主要局限在利用其光子帶隙。光子帶隙使得光子不能在包層中傳播，而是將光子束縛在光纖的內芯中。該研究小組正是利用“光可以在不同模式中共存而不發生強的相互作用，從而無需光子帶隙就可以將光束縛在纖芯中”這一原理來開展研究的。  

    新的光傳導理論 

      該小組的研究人員表示，他們提出了一套光子在空心光子晶體光纖中傳導的新理論。與傳統的光子帶隙導光機制不同，這種傳導與連續體中所謂的“Von Neumann-Wigner”束縛以及準束縛態相關。也就是說，空心光子晶體光纖具有一種獨特的屬性，能夠同時保持纖芯傳導模式和包層連續體模式。  

      研究中使用的光纖的傳輸帶寬，比現有低損耗的光子帶隙空心光子晶體光纖要高出若干倍。研究人員表示：“光纖的獨特屬性使得我們有可能觀察到另一個與超快光學研究領域有關的重大突破。在超快領域，我們在充有氫氣的空心光子晶體光纖中利用瞬態受激拉曼散射（SRS），演示了覆蓋三個倍頻程（波長325～2300nm）的相干類梳光譜脈沖的產生與傳導。與目前的同類技術相比，這種充氫的空芯PCF產生的光譜功率水平降低了六個數量級，并且脈沖寬度比原來展寬了五個數量級。新的光子傳導理論將為下一代光子材料（寬帶空心光子晶體光纖及光子晶體）的設計提供新的方向。此外，這種光子傳導方式與Von Neumann-Wigner態之間的相似性，將在光子學與量子力學之間架起一座新的橋梁。”  

      盡管多線相干受激拉曼散射是非線性光學中長期存在的一個基本問題，但研究人員認為他們提出的新理論以及實充滿氫氣的Kagome晶格空心光子晶體光纖生成的光譜的衍射圖樣。光譜范圍覆蓋了紫外到中紅外波段。  

      驗演示是該領域的重要進步，這得益于新型空心光纖的出現。研究人員表示，可以使用簡易的、中等功率水平的激光器產生覆蓋若干倍頻程（紫外到紅外）的超寬帶相干類梳光譜，這將意味著阿秒脈沖能夠更為簡便地合成，并且波長將比現有的阿秒脈沖（極紫外及軟X射線波段）更容易操控。  

      這一新技術同樣適用于建造結構緊湊、成本低廉的亞飛秒光脈沖產生系統，這將對激光科學、材料科學以及生物科學等領域的研究工作產生深遠影響。