Traducción de frecuencia de ancho de banda a través de la refracción temporal en un material cercano a cero épsilon

La dualidad espacio-tiempo en la propagación de ondas ópticas paraxiales implica la existencia de efectos intrigantes cuando la luz interactúa con un material que exhibe dos índices de refracción separados por un límite en el tiempo. La consecuencia directa de dicho efecto de refracción temporal es un cambio en la frecuencia de la luz, dejando inalterado el vector de onda. Aquí, mostramos experimentalmente que el efecto de la refracción temporal se mejora significativamente en un medio cercano a cero épsilon (ENZ) como consecuencia del cambio de índice de refracción de orden unidad inducido ópticamente en una escala de tiempo sub-pico. Específicamente, demostramos un desplazamiento de frecuencia de amplio rango y controlable (hasta 14.9 THz) en un haz de luz utilizando una película de óxido de indio y estaño (ITO) de grosor sublongitud de onda en su rango espectral ENZ. Nuestros hallazgos sugieren la posibilidad de diseñar metamateriales (3 + 1)D incorporando materiales ENZ voluminosos que varían en el tiempo, y presentan un terreno único para investigar varios efectos novedosos en el dominio del tiempo.