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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(fā)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(xiàn)光速可調(diào)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(qū)，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(xiàn)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?shù)男路椒ǎ瑢嶒炆鲜状卧诠饫w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(nèi)功率成正比，但信號損耗僅與轉(zhuǎn)換效率有關，因此一個低轉(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，而提前時間對損耗的斜率比又大大降低，從而實現(xiàn)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(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(tǒng)中信號的接收只要依據(jù)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(wǎng)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(zhuǎn)載。同文配發(fā)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(jīng)實現(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。 |
