光也能乖乖“听话”:声波让光速减慢、加快甚至停止

泡沫雕刻机 | 2021-08-10
本文摘要:BSIT效应产生快光、慢光和单向封锁光。

BSIT效应产生快光、慢光和单向封锁光。(图中红色为减缓,蓝色为减缓,黄色表明封锁效应)  要让一根光纤只向一个方向传导光,方法早已好比一种。最近,美国伊利诺伊大学厄本那-香槟分校研究人员首次实验证明了用布里渊衍射导致半透明(BSIT)可以构建这种效果,BSIT效应容许光向前传播,而向后传播的光被反感吸取,还可以让光纤中的光减缓、减缓甚至暂停。

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这种非交互的性质是建构绝缘器和环形器的基本条件,也是光学设计中必不可少的工具之一。  在入射光功率不高的情况下,光纤材料分子的布朗运动不会产生声学噪声。

布里渊-曼德尔斯塔姆衍射最先找到于上世纪20年代初,是光波和声波通过光纤材料的电致前端光压耦合在一起,并再次发生声光衍射。BSIT背后的基本物理过程不存在于所有液体、液体、气体甚至等离子体中。论文第一作者、伊利诺伊大学研究生金允焕(音译)说道。

  据报导,研究人员实验展示BSIT现象的工具很非常简单,只是玻璃光纤和旁边的玻璃的环。用一个微共振器(小玻璃的环),把它和光纤靠得十分近时,能将其中特定波长的光吸收。

伊利诺伊大学机械科学与工程副教授低拉夫?巴尔说道,而通过BSIT效应能避免这种不半透明,比如在旁边特一束特定波长的激光,能让系统再度逆半透明。这是一种以前从未见过的新物理过程。

最重要的是我们找到,BSIT是一种非交互性现象不能在一个方向导致半透明,而在另一个方向,系统依然不会吸取光。  在大部分声学、电磁学和热力学中,反演对称性(如交互性)是一项基本原则。在一些类似设备应用于中,工程师常常要用各种技巧来超越交互性。

现有的非交互性光学器件如绝缘器和循环器,通过磁场超越交互性。而在芯片尺度上产生磁场的材料很难生产,在一些系统中,磁场也是一种干扰源。  我们早已证明了一种不必磁铁也能取得线性光学非交互性的方法,在任何普通的光学材料系统中都能构建,目前的任何商业光学工厂都能用于。巴尔说道,目前的布里渊绝缘器是非线性设备,还必须过滤器散射光,而BSIT是一种线性的非交互机制。

BSIT还能减缓和减缓光的波群速度,物理学家称作慢光和快光。快光技术对量子信息存储和光内存器设备十分简单。

将来有一天,这种内存器未来将会划归量子计算机。  总编辑圈点  光速是目前所找到的自然界物体运动的最慢速度。按照传统的物理学理论,光的速度是意味著的,在没障碍物的空间里平均每秒30万公里。

虽然光在通过水或玻璃等物质时传播速度不会减慢,但在返回自由空间后光速又不会恢复正常。显然,想要让光聪明显然不更容易。文中所述的并能光速减缓、减缓甚至暂停的方法,毫无疑问是对传统理论的很大挑战。

不过话说回来,能驯服这样一条桀骜不驯的光,所产生的后果将是不可想象的。


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