光子上转换，即将低能光子转变为高能光子的技术一直以来都备受关注。然而，由新加坡国立大学化学系刘晓刚教授领导的研究团队与意大利国家研究委员会的Gianluigi Zito博士合作，发现了一项名为“超临界耦合”的卓越光学现象，成功将光子上转换效率提升几个数量级，引发了科学界的瞩目。
在这项研究中，“超临界耦合”概念的引入成为攻克现有挑战的关键。这一全新方法运用了“连续体中的束缚态”的物理学，其中BIC(Bound States in the Continuum)使光能够在开放结构中被捕获，理论上拥有无限的寿命，超越了传统的临界耦合限制。这一发现不仅让光子上转换的效率提升了八个数量级，还实现了高精度的定向传播自准直光子。
超临界耦合的意义不仅仅停留在光子上转换的领域，它代表了纳米光子学领域的范式转变，颠覆了对纳米尺度光操纵的传统认知。刘教授表示，这一突破性发现将对量子技术的多个方向产生深远影响，涵盖了量子计算、超分辨率成像以及各类光子器件，如激光、光学腔体和谐振器。
这项划时代的研究成果已于2024年2月22日在《自然》杂志上发表，为科学界揭示了新的光学境界。展望未来，超临界耦合技术的应用前景广阔，将引领光学领域的新篇章，为科技创新注入强劲动力。
