近日，上海交通大学物理与天文学院激光等离子体教育部重点实验室翁苏明、盛政明教授研究团队联合西北师范大学物理与电子工程学院薛具奎研究团队在等离子体光子晶体领域取得研究突破。该研究首次提出利用等离子体光子晶体实现可调谐光子拉比振荡的物理方案：首先通过两组双色驱动激光脉冲与低密度等离子体相互作用，可构建具有双周期结构（即“缺陷结构”）的等离子体光子晶体；继而利用飞秒探测激光脉冲与该缺陷等离子体光子晶体作用，即可实现光子拉比振荡的灵活调控。基于双模近似理论和粒子模拟（Particle-in-Cell），系统分析了双缺陷阱中光子振荡因子随时间的变化、光子的空间分布及其衰减趋势等。此外，当多束探测激光脉冲注入缺陷等离子体光子晶体时，拉比振荡效应还可转变为阶梯式激光强度爬升现象（Ladder climbing）。该工作不仅为调控强激光脉冲传播以实现多种应用开辟了新途径，而且拓展了等离子体光学的研究边界，为研究与调控拉比振荡等量子效应提供了全新方法。
图：缺陷等离子体光子晶体中的拉比振荡，上图为物理方案示意图，下图为模拟验证结果
该成果以“Photonic Rabi Oscillations in Defective Plasma Photonic Crystals”为题发表在2025年7月1日的《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，并被遴选为编辑推荐论文（Editors’ Suggestion）和封面论文（On the Cover）。上海交通大学激光等离子体教育部重点实验室博士后张小波为本文第一作者，翁苏明教授为通讯作者。合作者包括该实验室艾洪博士、盛政明教授，西北师范大学乔鑫副教授、薛具奎教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。文章链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/k2th-m73q
