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近日，物理領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）發(fā)表了上海交通大學(xué)物理系博士研究生張亮同學(xué)題為“Superluminal propagation at negative group velocity in optical fibers based on Brillouin lasing oscillation”的論文。 論文報(bào)道了詹黎教授課題組在超光速傳輸領(lǐng)域研究的最新進(jìn)展。Physical Review Letters為美國(guó)物理學(xué)會(huì)主辦的高水平的學(xué)術(shù)期刊，是物理類影響力最高的綜合性期刊，涵蓋多個(gè)物理學(xué)方向。在光纖中實(shí)現(xiàn)光速可調(diào)控傳輸在光信號(hào)處理、光信號(hào)存儲(chǔ)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，基于光纖受激布里淵散射的快慢光被認(rèn)為是當(dāng)前最實(shí)用的方法，但因快光工作于吸收帶反常色散區(qū)，信號(hào)衰減強(qiáng)烈，加快量又受到增益飽和的限制，因此難以實(shí)現(xiàn)超光速的長(zhǎng)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(fù)群速度傳輸?shù)男路椒ǎ瑢?shí)驗(yàn)上首次在光纖中使光信號(hào)的長(zhǎng)距離超光速傳輸，使得進(jìn)入10m光纖之前光信號(hào)提前221.2納秒輸出。因快光信號(hào)提前時(shí)間與布里淵激光器的腔內(nèi)功率成正比，但信號(hào)損耗僅與轉(zhuǎn)換效率有關(guān)，因此一個(gè)低轉(zhuǎn)換效率但高腔內(nèi)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(shí)間對(duì)損耗的斜率比又大大降低，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)群速度超光速的長(zhǎng)距離低損耗傳輸。 物理評(píng)論快報(bào)的評(píng)閱人認(rèn)為這“開(kāi)創(chuàng)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(gè)良好的技術(shù)平臺(tái)”。實(shí)驗(yàn)結(jié)果似乎讓光脈沖群速度能超越愛(ài)因斯坦相對(duì)論光速極限c，然而并沒(méi)有違反相對(duì)論，但從理論上講它能加快光通信，因?yàn)楣馔ㄐ畔到y(tǒng)中信號(hào)的接收只要依據(jù)光信號(hào)峰值的群速的而不是前沿速度。2011年8月11日，科學(xué)雜志網(wǎng)站的新聞欄目ScienceNOW以“Pushing Light Beyond Light Speed”為題報(bào)道了交大物理系的此項(xiàng)研究工作，這一報(bào)道被各種英文媒體轉(zhuǎn)載。同文配發(fā)國(guó)際上快慢光領(lǐng)域的著名專家Duke University 的Daniel Gauthier教授等人評(píng)論，他們認(rèn)為這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果為超光速通信帶來(lái)可能。 詹黎教授課題組近年來(lái)在光纖快慢光領(lǐng)域不斷探索，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基于受激布里淵散射、交叉增益調(diào)制等多種原理的快慢光以及超光速傳輸方案，同時(shí)也在積極探索這些超光速傳輸新方法在全光存儲(chǔ)器、可控光學(xué)延遲線及高靈敏傳感等通信領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。 |
