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近日，物理領域國際頂級期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters）發表了上海交通大學物理系博士研究生張亮同學題為“Superluminal propagation at negative group velocity in optical fibers based on Brillouin lasing oscillation”的論文。 論文報道了詹黎教授課題組在超光速傳輸領域研究的最新進展。Physical Review Letters為美國物理學會主辦的高水平的學術期刊，是物理類影響力最高的綜合性期刊，涵蓋多個物理學方向。在光纖中實現光速可調控傳輸在光信號處理、光信號存儲等領域具有重要的應用前景，基于光纖受激布里淵散射的快慢光被認為是當前最實用的方法，但因快光工作于吸收帶反常色散區，信號衰減強烈，加快量又受到增益飽和的限制，因此難以實現超光速的長距離傳輸。 詹黎教授課題組提出了基于光纖布里淵激光共振腔的超光速，甚至于負群速度傳輸的新方法，實驗上首次在光纖中使光信號的長距離超光速傳輸，使得進入10m光纖之前光信號提前221.2納秒輸出。因快光信號提前時間與布里淵激光器的腔內功率成正比，但信號損耗僅與轉換效率有關，因此一個低轉換效率但高腔內功率的激光振蕩器能夠避免兩者的矛盾，極大地提高了加快量，而提前時間對損耗的斜率比又大大降低，從而實現負群速度超光速的長距離低損耗傳輸。 物理評論快報的評閱人認為這“開創了光纖中超光速通信的新方法……為研究超光速物理提供了一個良好的技術平臺”。實驗結果似乎讓光脈沖群速度能超越愛因斯坦相對論光速極限c，然而并沒有違反相對論，但從理論上講它能加快光通信，因為光通信系統中信號的接收只要依據光信號峰值的群速的而不是前沿速度。2011年8月11日，科學雜志網站的新聞欄目ScienceNOW以“Pushing Light Beyond Light Speed”為題報道了交大物理系的此項研究工作，這一報道被各種英文媒體轉載。同文配發國際上快慢光領域的著名專家Duke University 的Daniel Gauthier教授等人評論，他們認為這一實驗結果為超光速通信帶來可能。 詹黎教授課題組近年來在光纖快慢光領域不斷探索，已經實現了基于受激布里淵散射、交叉增益調制等多種原理的快慢光以及超光速傳輸方案，同時也在積極探索這些超光速傳輸新方法在全光存儲器、可控光學延遲線及高靈敏傳感等通信領域的潛在應用。 |
