10月23日下午，由北京大学图书馆和物理学院联合主办的“学科之美系列讲座——物理之美”第九场讲座在图书馆南配楼艺术鉴赏厅举行，物理学院助理教授刘文静作了题为“雕刻时间的光——从飞秒激光到时间晶体”的讲座。50余位师生和校友报名参加现场讲座，近10万人次通过北京大学微信视频号、抖音、快手、现代物理知识杂志视频号等平台观看讲座直播。讲座由物理学院博士生藏守俊主持。
讲座现场
刘文静从高速摄影谈起，以子弹激波和核爆火球的瞬态影像为例，介绍火花快门、克尔快门等技术如何捕捉肉眼难以分辨的瞬间。为观测更短时间尺度上的微观过程，研究者需要持续时间更短的光脉冲。围绕飞秒激光的产生与放大，刘文静讲解了锁模和啁啾脉冲放大技术，并结合脉冲展宽、放大和压缩的过程，说明如何将能量集中在极短的时间内，获得高峰值功率。
刘文静作讲座
有了这样的光脉冲，研究者便可以追踪微观世界的瞬态变化。刘文静介绍了泵浦-探测技术：一束光激发样品，另一束光在可控的延迟后测量其响应，通过改变两束光到达样品的时间间隔，追踪化学键断裂、电子跃迁和晶格振动等过程。超短光脉冲不仅用于观测，也可用于改变材料的瞬态性质。结合课题组的研究，刘文静介绍了利用光脉冲短暂改变光在光子器件中传播状态的实例，说明超快光学如何从观测走向调控。
讲座最后，刘文静以蝴蝶翅膀的结构色为例，介绍光子晶体的空间周期结构，进而引出将周期性调制拓展至时间维度的光子时间晶体。通过比较两类结构中光的传播特性，刘文静介绍了利用时间周期性调制实现光信号放大的研究思路，并指出，放大所需的能量来自外部调制。微波波段已有相关实验进展，而在光频波段实现所需的调制速度与幅度，仍面临挑战。
讲座结束后，刘文静与在场师生进行了互动交流，耐心解答了听众的疑问。
主讲嘉宾简介：
刘文静，北京大学物理学院现代光学研究所助理教授。2011年本科毕业于北京大学物理学院，2017年获得宾夕法尼亚大学博士学位，并在宾夕法尼亚大学从事博士后研究，2022年2月于北京大学物理学院组建极化激元与极端光场调控实验室，希望通过时空双重维度的光场调控，探索光场-电子耦合机制，在新物态构建、多物理场调控、片上光子器件方面取得突破。研究成果发表于Science、Nature、Nature Photonics、Nature Materials等国际知名期刊。
