电光微梳中的高维频率晶体与量子行走

合成光学结构已使得以可控方式研究各种物理过程并发现新现象成为可能。然而，以往的实现（例如使用耦合光波导）在尺寸和维度上受到限制。本文在理论上提出并实验演示了任意维度的光学频率晶体，其由片上电光频率梳内数百个耦合谱模式构成。我们展示了所测光学透射谱与频率晶体态密度之间的直接联系，并通过一维、二维、三维和四维晶体的测量加以验证，且维度可进一步扩展而无限制。我们在一维和二维合成晶格的频率域中测量了量子随机行走和布洛赫振荡的特征。我们的工作采用相位调制的量子描述来刻画谐振电光频率梳，并表明它们能够用于研究奇异晶体性质、拓扑与量子动力学，同时为在光学频率域操控量子信息提供了通用平台。