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对话学者:苏黎世联邦理工学院 Jérôme Faist 教授

Jérôme 您好,能分享一下你们团队目前的工作情况吗?

在苏黎世联邦理工学院量子电子研究所,我们目前主要专注于两个领域的工作。一方面,研究将量子级联激光器 (QCL) 作为 THz 波和中红外波段的直接光源。目前,我们在重点攻关 QCL 光学频率梳,它是光谱应用领域的理想光源。同时,我们也在推动这项技术在室温环境下的应用。
另一方面,我们也在开展超材料的研究,超材料是影响光与物质耦合作用以及研究准粒子和超强耦合领域基本问题的理想工具。

你们最近发表了两篇关于电磁场真空波动的论文。详细解读电磁场真空波动的意义何在?

真空场波动是量子力学最基本的推论之一,也是不确定性原理的直接结果。即使在完全真空的条件下,电磁场也会出现有限的波动。尽管波动很小,但仍会产生许多效应,例如在荧光灯泡或 LED 中触发激发态自发辐射。研究真空场波动的基本特性有助于更详尽地了解这些效应。

你们有哪些发现?

在“电磁真空态电场相关性测量”一文中,我们研究了不同时空体中不同空间和时间的真空场波动相关性。这一结果直接印证了量子理论将真空波动描述为电磁波的正确性。在“Landau 偏振态控制的磁输运”一文中,我们在霍尔棒周围放置一个腔体,观察在外部磁场中以及存在有限真空场和微弱太赫兹波照射情况下的直流电导率。

这与传统的磁输运测量有何不同?

常规的磁输运测量只需使用霍尔棒,不需要腔体。电磁场照射对电导率没有任何影响。而将光场与腔体相耦合时,我们可以通过对电路进行光照来控制磁输运。

所以你们是将输运测量与光学技术结合在一起。这个想法是怎样产生的?

在 EPFL 获得博士学位后,我曾在位于 Rueschlikon 的 IBM 公司从事博士后研究工作,在那里我接触到了输运技术。由于我在这两个领域都有着一定的经验,因此贝尔实验室的 Federico Capasso 曾聘请我在这两个领域开展 QCL 研究工作,所以我很自然地将两者结合在一起。

我们的 MFLI 对于输运测量有何帮助呢?

MFLI 锁相放大器兼具电流和电压输入,是进行输运测量的理想之选。我们甚至会在同一个霍尔棒的不同区域使用多个 MFLI,同步读取测量值。

这一结果有实际的应用价值吗?还是仅具有学术上的意义?

最初这只是一项基础研究,但未来可以应用于超灵敏 THz 探测器中。于我而言,基础研究始终是推动全新现代化技术发展的重要因素。

所以您资助了多家公司,是吗?

在我看来,我本人既是物理学家又是工程师。让我舍弃哪个角色,我都不会开心。即便在做一些非常基础的研究时,我也总会考虑它的实际应用价值。而为 Alpes LasersIR SweepMiro Analytical Technologies 这些初创公司提供帮助,是让实验室技术成果得到实际应用的重要手段。

您现在还会参与这些公司的事务吗?

二十年前,相比其他两家初创公司,我对 Alpes Lasers 的业务更为关注。如今 Alpes 已经非常成熟,不需要我过多费心。而在 IR Sweep 和 Miro Analytical 这两家公司,年轻人也已经开始扛起了大旗。

Prof. Jérôme Faist

Jérôme Faist 是苏黎世联邦理工学院量子电子研究所主任,著名量子级联激光器技术的主要发明人。

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