近日，苏州大学高东梁课题组、苏州城市学院高雷课题组联合南京航天航空大学胡昊课题组通过构建时空超材料，在具有移动边界的系统中实现了时空无反射和频率的灵活转换。相关工作以“Antireflection Spatiotemporal Metamaterials”为题发表于期刊《Laser & Photonics Reviews》上（光学1区Top期刊，影响因子IF=11）。苏州大学 研究生余尤秀为论文第一作者。通讯作者为苏州大学高东梁教授（微信公众号: GaoExp）和南京航天航空大学胡昊研究员，及苏州城市学院副校长高雷教授。该工作被选为《Laser & Photonics Reviews》的当期封面：
为了解决时空界面上出现的反射问题，研究团队在时空系统中提出了一种时空超材料，即广义四分之一波长阻抗变换器。当时空超材料的特性和厚度满足一定条件时，波将被完全抑制。这种现象与空间四分之一波长阻抗变换器非常相似。由于与空间对应物相同，研究团队将这样一个具有特定折射率和时空厚度的时空超材料称为广义四分之一波长阻抗变换器。在亚光速移动界面或超光速移动界面上，相对普通情况，加了时空四分之一波长阻抗变换器后，反射波在相应区域明显是被完全抑制的（图2）。
图2. 时空四分之一波长阻抗变换器对窄脉冲激发的场分布影响图。
该工作表明，四分之一波长阻抗变换器的概念可以扩展到时空超材料。这样的扩展不仅可以解决时空反射问题，还为频率和动量转换提供了新的思路。这里频率转换可以通过调整界面速度或信号的入射频率实现连续频率转换。本文提出的调控可以提高束缚和自由电子系统中光-物质相互作用的可控性，为未来设计新型纳米光子设备提供了新的机会。团队的研究结果可以进一步推广到变速时空超材料中，同时也可以应用于其他物理体系，如声波、弹性波和水面波。这项工作得到了国家自然科学基金，江苏省自然科学基金等的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202370045
