德国马克斯·普朗克光科学研究所（MPL）与都灵理工大学的国际研究团队，利用场镜技术对15纳米铟锡氧化物（ITO）纳米晶体的光学开关行为进行了深入研究。该研究揭示了光与这些纳米晶体在飞秒时间尺度上的相互作用机制，为开发高速光通信器件提供了新见解。

光学开关是光通信系统的核心组件，要求响应速度快、调制深度高且行为可预测。ITO纳米晶体因其可切换的光学特性被视为潜在材料。研究团队首次应用场分辨技术，直接测量短激光脉冲与ITO纳米晶体相互作用时的电场振荡。

"我们观察到光与纳米晶体之间的相互作用发生得如此之快，以至于其效果可以在振荡光波的单个周期之间被观察到，"该研究的第一作者、MPL Hanieh Fattahi博士研究小组的博士后研究员Andreas Herbst博士说。"在这个过程中，脉冲的末端比开始受到的影响更强。"

ITO纳米晶体直径仅15纳米，远小于实验中约2000纳米的光波长。当被光激发时，表面电子振荡产生局域表面等离子体激元，耦合回光波，影响材料透明度。场镜技术使研究人员能在比光波周期更短的时间尺度上观察这些效应。

研究发现，ITO纳米晶体的透明度随光强度增加而提高，表现为"开"状态。在一定强度范围内，这种变化可逆，允许开关重复使用。但光强过高会导致永久性"开"状态，揭示了材料在实际应用中的局限性。这项研究不仅阐明了ITO纳米晶体的开关行为，也展示了场镜技术在固体样品分析中的适用性。

出版详情：作者：Max Planck Institute for the Science of Light；标题：《Fieldoscopy reveals femtosecond optical switching in 15 nm indium tin oxide nanocrystals》；发表于：《Advanced Science》(2025)。