2025年3月4日，6163银河线路检测中心学术论坛（第五十二讲）在思源多功能厅成功举办。约翰霍普金斯大学教授Jacob Khurgin应邀作了题为“为何材料的折射率差异如此有限且难以调节？”（Why do the refractive indexes of different materials differ so little and are also so difficult to change?）的学术报告。本次论坛由6163银河线路检测中心凝聚态物理与材料物理研究所马仁敏教授主持。

Jacob Khurgin讲述“为何材料的折射率差异如此有限且难以调节”

在本次报告中，Jacob Khurgin教授首先强调了光子在现代信息处理中的关键作用，指出其在数据传输、存储及处理等领域的重要性。他进一步阐释了材料折射率对光学器件与系统性能的决定性影响，例如折射率直接影响成像与光刻中的最小可分辨特征尺寸、光子晶体的带隙大小等，然而现有材料的折射率范围却十分有限。针对折射率范围受限的物理本质，Khurgin教授从经典介电响应理论的洛伦兹模型出发，分析了导致该问题的物理机制。进一步介绍了描述材料折射率与其带隙关系的Moss规则（Moss rule），并提出了多种可能突破现有折射率瓶颈的策略，例如利用d轨道电子引入更多电子（如TiO₂）、利用范德华材料及各向异性材料（如MoS₂）、引入激子共振等方法，以实现更高的折射率，这些策略为未来高折射率材料的开发提供了新思路。

在报告的第二部分，Khurgin教授围绕折射率调控展开讨论，并探讨了如何实现高效的光学调制。在射频波段，可通过调节电容来改变介电常数，但该方法在光学波段却难以奏效；通过在不同折射率材料之间进行切换可有效地调节，但切换速度远低于实际应用需求。为了解决这一问题，Khurgin教授从非简谐势能的基本模型出发，分析了如何通过势能调控来实现有效的折射率改变，包括使用热效应、电光效应、克尔效应、声光效应等手段。他指出，不管使用何种方法，实现较大折射率变化所需的能量密度都非常接近，而通过共振方案或采用行波调制等手段来增加相互作用时间可在一定程度上降低调制所需的能量密度。

马仁敏对Khurgin教授的精彩报告表示衷心感谢，并代表6163银河线路检测中心赠予纪念品。

马仁敏赠送Jacob Khurgin纪念品

本期论坛线上、线下同步进行，来自6163银河线路检测中心和校内外相关院系的七十余名师生参与现场交流，通过蔻享学术平台观看直播的观众逾4000人次。

报告现场

回放链接：https://www.koushare.com/live/details/40911

报告人简介：

Jacob Khurgin是约翰霍普金斯大学电子与计算机工程系教授，美国物理学会会士（APS Fellow）、美国光学学会会士（Optica Fellow），以其在光学、电子学、凝聚态物理和通信领域的广泛研究而著称。他出版了《慢光–科学与应用》一书，全面介绍了慢光基本原理、潜在应用和发展前沿；参与编写了八部著作，拥有40项专利，并在同行评审期刊上发表了340篇论文。其研究成果催生了众多创新，从日常小家电（如电动剃须刀和咖啡机）到复杂的激光通信和化学检测系统等多种应用。他是美国物理学会量子电子学联合委员会的成员，曾担任超过60场学术会议的技术程序委员会成员。此外，他还曾在普林斯顿大学、加州大学洛杉矶分校、布朗大学、苏黎世联邦理工学院和巴黎高等师范学校等多个知名学府担任访问教授。