慢光机制与应用总结讲解
光的慢反射原理及应用
光的慢反射原理及应用1. 引言光的慢反射是光学领域的重要现象之一，它在多个应用中起到关键作用。
本文将介绍光的慢反射的基本原理以及它在光学器件和通信领域的一些常见应用。
2. 光的慢反射原理光的慢反射是指光线从光密介质射入折射率较低的介质中，由于折射率的变化导致光线速度减慢，从而发生反射的现象。
其原理可以用以下几点来说明：•当光线从光密介质射入折射率较低的介质中时，光线的传播速度发生改变。
•光线传播速度的改变会导致光线发生折射现象。
•部分光线在射入介质时发生全反射，形成慢反射现象。
3. 光的慢反射的应用光的慢反射现象在光学器件和通信领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用方式：3.1 光纤光纤是一种利用光的慢反射原理传输信息的光学器件。
由于光在光纤中能够实现多次的慢反射，使得光信号可以在光纤中传输较长的距离而不受损失。
光纤通信系统广泛应用于电话、电视、互联网等通信领域。
3.2 光学薄膜光学薄膜是一种利用光的慢反射原理进行干涉的光学器件。
通过在基底上堆积多层薄膜，可以实现对特定波长的光进行反射、透射和干涉，从而达到调节光线传播、分光和色彩滤波等效果。
光学薄膜广泛应用于摄像头、显示器和光学仪器等领域。
3.3 激光器激光器利用光的慢反射原理，在光学谐振腔中产生相干光，形成具有高亮度和单一波长的激光束。
激光器在医学、材料加工和通信等领域具有重要的应用价值。
3.4 光学传感器光学传感器是一种利用光的慢反射原理对物体进行观测和测量的传感器。
通过利用光在介质中的传播速度与折射率的关系，可以实现对物体的位置、形状和光学性质等参数的测量。
光学传感器广泛应用于机器人、自动化控制和生物医学等领域。
4. 总结光的慢反射原理是光学领域的重要现象之一，它在光学器件和通信领域有着广泛的应用。
本文介绍了光的慢反射的基本原理以及在光学器件和通信领域的一些常见应用。
希望通过本文的介绍，读者能够对光的慢反射有更深入的理解，并了解其在实际应用中的重要性。
光在介质中速度变慢的原因
光在介质中速度变慢的原因光是电磁波，因此在通过介质时，它将受到介质固有物理性质的限制。
这些限制将使光的速度降低，这被称为光在介质中速度变慢的原因。
在这篇文章中，我们将探讨光在介质中速度变慢的原因、对象、过程和多种实际示例。
光在介质中速度变慢的原因在真空中，光的速度是299792458米/秒，但在介质中，光的速度会比真空中慢。
这是因为介质是由原子和分子组成的，而它们与光的电磁性质发生作用。
当光到达介质时，原子和分子会吸收光的能量，使光子在介质中反复被发射和吸收，因此光速变慢。
对象几乎所有的介质都具有这个影响，它包括但不限于：空气、水、玻璃、金属、钻石等。
其中，玻璃是许多实际应用中技术的重要组成部分，例如：光纤通信、显微镜和透镜等。
在这些应用中，如果没有光在介质中速度变慢的现象，这些设备将无法正常工作。
过程将光引入介质的过程可以使用光进入介质的方法：折射和反射。
折射是指光从一个介质传播到另一个介质时，光线的路径弯曲或改变，这是由于光在两个介质间速度不同的结果。
反射是指光从一个介质的界面上反弹回原始介质的现象，这是由于光在界面上反射的结果。
多种实际示例光在介质中速度变慢影响着我们生活中的众多领域。
以下是一些实际示例：1.空气中的光经过曲面时会发生折射，这解释了为什么水中的物体会看起来扭曲，因为光在水中的速度比在空气中慢。
2.这种现象对于海洋生物是非常重要的。
由于水中的光传播比空气中的光慢得多，它们看到的世界与陆上动物所看到的世界非常不同。
3.光在钻石中的速度比在任何其他物质中都要慢。
这是使钻石能够闪闪发光并拥有独特特性的原因。
结论总的来说，光在介质中速度变慢是基于原子和分子的电磁作用。
该现象广泛应用于光学、光纤通信等领域，改变了我们看待世界的方式。
了解光的性质和它在不同介质中的行为是重要的，因为它会直接影响我们的生活和很多实际应用。
研究光的折射定律与光的速度
研究光的折射定律与光的速度光是一种电磁波，它在真空中的传播速度是一个常数，即光速。
然而，当光线通过不同介质（如空气、玻璃、水等）时，它的传播速度会发生改变，同时也产生了光的折射现象。
本文将研究光的折射定律与光的速度，并探讨其相关性及应用。
一、光的折射定律当光线从一种介质射入另一种介质时，会发生折射现象。
对于两种介质的界面上的折射现象，实验观察表明，这种折射现象遵循着一个普遍的规律，即光的折射定律。
光的折射定律表述如下：光线沿垂直于界面的法线入射时，折射光线也将沿着垂直于界面的法线折射；光线沿倾斜角度入射时，偏折角与入射角之间的正弦值成正比。
即sin入射角/sin偏折角等于光的传播速度在两个介质中的比值，记作v₁/v₂。
这一折射定律的公式形式化表达为：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别代表两种介质中的光速度比值，也称为介质的折射率。
θ₁和θ₂分别代表入射角和折射角。
二、光的速度与介质折射率的关系根据光的折射定律，我们可以看出，光的速度与介质的折射率直接相关。
一般来说，介质的密度越高，其折射率也越大，光在此介质中的传播速度就越慢。
相反，密度较低的介质则具有较小的折射率，因此光在其中的传播速度较快。
光传播速度与折射率之间的关系可以通过斯涅尔定律描述。
斯涅尔定律表达了光的传播速度与折射率之间的正相关关系，公式表示为v = c/n，其中v代表光在某介质中的传播速度，c为光速，n为该介质的折射率。
三、光的速度与介质的光密度关系光的速度与介质的光密度也存在一定的关联。
光密度是指单位体积内的光的能量，通常用折射率的平方来表示。
光密度的大小与介质的相对光速度成反比。
光密度越大，光速就越慢；光密度越小，光速就越快。
利用光的速度与介质的光密度之间的关系，我们可以应用于实际生活中的一些场景中。
例如，在光纤通信中，通过选择适当的介质，能够实现将光信号迅速、高效地传输；而在光的折射器材中，利用不同折射率的介质，我们可以实现光的聚焦、分散等操作。
慢光产生的新机理及其应用
第17卷 第2期2009年2月 光学精密工程 Optics and Precision Engineering Vol.17 No.2 Feb.2009 收稿日期:2008205221;修订日期:2008207223. 基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2007AA09Z102);国家自然科学基金资助项目(No.60704026);国家自然科学基金资助项目(No.50575111)文章编号 10042924X (2009)022*******慢光产生的新机理及其应用赵 勇,赵华玮,张馨元,原 博,张 硕(东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110004)摘要:通过对比和研究电磁感应透明、相干布居振荡、受激布里渊散射和光子晶体波导等几种使光速变慢的主要技术,论述了近10年中的慢光技术重要理论和技术上的发展以及这些发展对慢光性能的改善及存在的问题与不足,重点介绍了近几年慢光产生的一些新技术及初步应用,并预测了慢光技术今后的发展趋势及潜在应用。
本文的研究表明,慢光在光纤传感以及其它领域中将会有越来越重要的应用价值。
关 键 词:慢光;光纤;电磁感应透明;受激布里渊散射;掺铒光纤;光子晶体中图分类号:O43 文献标识码:AR esearch on some new mechanisms of slow light and its applicationsZHAO Y ong ,ZHAO Hua 2wei ,ZHAN G Xin 2yuan ,YUAN Bo ,ZHAN G Shuo(N ortheastern University ,College of Inf ormation Science and Engineering ,S heny ang 110004,China )Abstract :The last decade is of great significance for t he develop ment of slow light technology.In or 2der to st udy on t he slow light technology deeply ,several kinds of slowing light technologies ,such as Elect romagnetically Induced Transparency (EIT ),Coherent Pop ulation Oscillation (CPO ),Stimulated Brillouin Scattering (SBS )and p hotonic crystal waveguide ,were contrasted and analyzed.Also some important t heoretical and technical develop ment s to improve performance of slow light in last decade were introduced ,and t hen p roblems and shortcomings existing in slowing technology were discussed.Finally ,t his paper focuses on some novel technologies of slowing down light velocity and t heir p rimary applications.Moreover ,it forecast s t he f ut ure developing t rends of slow light and it s potential appli 2cations.Through research on slow light ,result s show t hat slow light will realize more and more sig 2nificant application values in t he field of optical fiber sensing and ot her fields.K ey w ords :slow light ;optical fiber ;Elect romagnetical Induced Transparency (EIT );Stimulated Bril 2louin Scattering (SBS );Erbium Doped Fiber (EDF );p hotonic crystal1 引 言 光作为信息的载体,在当前信息领域中发挥着越来越重要的作用。
超光速与慢光
实现超光速与慢光的途径
3 实现慢光的途径
电磁感应透明(EIT)技术
相干布居粒子振荡(CPO)技术
光子晶体技术
受激布里渊散射(SBS)技术
耦合谐振透明技术
受激拉曼散射（SRS)技术
电磁诱导透明技术（EIT)
电磁诱导透明技术是利用量子相干效应消 除电磁波传播过程中介质影响的一种技术。 具体的说就是利用一束探测光作为信号,照射 在某些光学不透明介质上,信号光不能通过. 现在用另一束频率不同的耦合光作为控制光 束,同时照射在这种介质上.由于控制光束的 作用,信号光在介质中无衰减的传播,或者透 射率大为提高,使原来对信号光束不透明的介 质成为透明介质.这就是电磁诱导透明. 光学 介质可以减慢光脉冲的速度，特别是在光脉 冲的光学频率与介质产生共振时，光脉冲的 群速度减慢的更多。但是共振时介质会对光 脉冲产生强烈吸收，这样就限制了光脉冲在 其中的慢光传输，使得慢光现象难以被观测 到。应用了 EIT 技术以后，介质对光脉冲几 乎无吸收，慢光现象才被明显的观测到。
超光速与慢光
汇报人：邹晨 韩希
目录
1 几种光速的定义
内容简介
2 超光速与慢光的理论基础
3 实现超光速与慢光的几种途径
4 慢光在光存储和光通信中的应用ຫໍສະໝຸດ 光速的定义1 光速
等相面的传播速度 相速度 光速
群速度 等幅面的传播速度
4
1 光速
电磁波所携带能量的传播速度 定义为电磁波的能量速度。在 真空中电磁波的能量速度和相 速度相等都为 c
。
慢光的其他应用
全光通信
温度测量
干涉型光学 陀螺
现行的慢光机制基于介质的吸收和色散效应，而温 在航天、船舶和国防高科技等领域都能用到慢 目前的光分组交换(OPS) 技术还无法解决同一时间 度对介质的吸收和色散效应非常重要。因此，绘出 光技术测量方法测量线速度和角运动，其优点 到达同一输出端口数据包竞争输出导致的丢失问题。 介质中慢光与温度之间的特殊关系，可以在不久的 是不借助光线、声音。随着惯性技术的发展， 如果采用慢光技术，不仅可以直接实现全光交换 将来用慢光技术测量温度 出现了以光的惯性特性为基础的光学陀螺。光 (All—optical Switching)与全光路由(All— optical 学陀螺包括谐振型（频率式）和干涉型（相位 Routing)，而且可以形成全光缓存器(All— optical 式）两种。基于慢光效应，哈尔滨工业大学的 Buffer)，利用光纤慢光效应对特定波长的光数据包 掌蕴东等人发明了光学陀螺,其光功率利用率和 进行特定时间的延时缓存与排序，避免光数据包在 信噪比都很高。 交换输出端的竞争，避免数据包丢失的问题
慢光技术
哈工大教授实现慢光
• 2004 年哈尔滨工业大学掌蕴东研究小组利用相干布居振 荡(CPO) 产生光谱烧孔的现象在常温下红宝石晶体中实现 了慢光,这使慢光的研究更具实用意义。光谱烧孔产生慢 光的实质是用烧孔效应*造成折射率的剧烈变化而使光速 变慢,在该试验中观察到的延时为(2.314±0.005)ms,推断 出光速值为(43.215±0.094)m/s。
•
*烧孔效应：非均匀加宽气体激光器的增益曲线上 ，与中心频率对称的两个频 率处下降的现象 。入射光变强后，通过受激发射使具有某一速度的气体分子 的反转粒子数减少，表现为增益曲线在该激光频率处下降，形成一个“烧 孔”，光强越大，“烧孔”越 深。因为激光是在谐振腔内往返传播，使具有 与上述速度大小相等、方向相反的气体分子的反转粒子数也减少。结果在增 益曲线上出现两个对中心频率对称的“烧 孔”，这两部分的气体分子对激光 都有贡献。
慢光技术
张烁 张新知 舒一兴 刘君泽 徐慧
科学家将光速降低到每秒17米 科学家将光速降低到每秒 米
• 一个国际科研小组利用一种超低温原子云为“介 质”,成功地使光在其中的传播速度降低到真空中 的2万分之一这一成果在光计算机、光通信等领域 具有广阔的应用前景.光在这一“介质”中传播速 度最低是达到每秒17米,而目前自行车比赛世界记 录保持者每秒最快可骑92米,能够将在新“介质” 中传播的光远远抛于身后.这些科学家希望不久还 将使光的速度进一步降低到每小时40米左右,慢到 几乎与乌龟爬行相等的速度. (摘自《科学时报》）
美国科学家成功地把光速降为零
• 美国哈佛大学两个研究小组1月19日宣布,他们勒住了光的缰绳, 让光停止不前。据研究人员提供的新闻公报称, 光在进入水或玻 璃等介质后由于折射关系传输速度会变, 但在普通的光学材料中 减慢光速的程度存在一定限制, 一般只会减慢到原来的几分之一。 但在特定条件下,这种限制可以打破, 光速也因此而可能减慢至 惊人程度。科学家采用的特殊介质 由施加激光后的超低温原子 云构成。研究人员首先将大量金属原子组成的原子云冷却至接 近绝对零度后形成所谓的玻色- 爱因斯坦凝聚状态, 在这种低温 状态下, 原子的速度几乎等于零。结果金属原子就被迫互相重叠, 形成一种冷凝物。这种冷凝物一般会吸收照射它的光线, 但科学 使用一种特殊激光束对其进行处理, 使光可以通过, 然后经过调 整使光速降为零。哈佛大学两个研究小组分别采用了铷和钠原 子作为冷凝物 的材料。降低光速,有很多实际用途。不仅对于研 制未来的光学计算机具有非常重要的意义, 而且利用它可开发减 少通信系统中噪音的技术并可研制性能更好的视频显示和夜视 装置等。
紫外可见漫反射谱的分析原理以及应用
紫外-可见漫反射分光光度计
14
紫外-可见漫反射谱在催化研究中的应用
• 催化剂表面相组成 • 催化剂各组分间相互作用 • 催化剂表面酸性的测定 • 催化剂表面吸附 • 催化剂活性组分分散状态 • 骨架杂原子表征
15
为了测定NiO-WO3-Al2O3催 化剂焙烧后表面的化合物, 将纯化合物的谱图与催化剂 S-1-3的反射光谱进行比较。 从图中可以看出, 纯尖晶石 NiAl2O4在580-630毫微米范 围内出现特征吸收谱带。与 文献中报道的数据一致, 而 550℃焙烧的N-1和S-1-3催 化剂的谱图中, 在相同的波 长也出现吸收谱带, 说明这 两个催化剂中至少有部分 Ni2+离子生成了尖晶石。但 对于450℃焙烧的NiO-WO3/ Al2O3催化剂, 未观察到有尖 晶石生成。
可以有多种曲线形式表示。
横坐标：波数(cm-1)，波长（nm)
纵坐标: Log F（R∞) ， F（R∞) — 对应于吸收单位 (Absorbance), 谱线的峰值为吸 收带位置。 ％R∞ — 对应于反射率， % reflectance，样品反射
强度比参比物的反射强度。 %R = (IS/IB)*100
紫外-可见漫反射谱的分析原理及应用
1
漫反射光谱是一种不同于一般吸收光谱的在紫 外、可见和近红外区的光谱，是一种反射光谱，与 物质的电子结构有关。
漫反射光谱可以用于研究催化剂表面过渡金属 离子及其配合物的结构、氧化状态、配位状态、配 位对称性；在光催化研究中还可用于催化剂的光吸 收性能的测定；可用于色差的测定等等。
2
一、基本原理
1、固体中金属离子的电荷跃迁。
在过渡金属离子-配位体体系中，一方是电子给予体 ，另一方为电子接受体。在光激发下，发生电荷转移， 电子吸收某能量光子从给予体转移到接受体，这种电子 转移需要的能量小，在紫外区产生吸收光谱。
慢光技术及其应用研究改好
其中，为介质中的传输距离，单位为米，c是真空中的光速， 是群折射率的变化量。在介质中折射率n是随着频率变化的函数。正常色散、反常色散以及群速度等都跟n有密切关系，不同材料对于速波表现出来的不同响应是关键，既然有色散的存在，光通信中说的光速都是指的群速度，所以c虽然不能变，群速度在特殊的响应函数(n随频率)下会表现出来特别性质—特别小慢光，或者特别大快光。
2.2
有很多方法可以产生快光和慢光，比如：用SBS方法可以在任意波长产生与标准光纤匹配的长时延。并且操作简单，由于光学谐振腔内的群速度可以被一个大的一阶色散降低。因此最初人们常常采用大的材料色散来得到慢光，后来也有采用改变结构的方法来得到大的色散，比如光子晶体。总的来说，要实现慢光有两种途经：①利用材料共振改变光速，具体实现方法是采用强光域的非线性现象改变信号光在介质材料中的响应，就是窄谱共振现象。当发生窄谱共振时，媒质中任何剧烈的谱改变都会在窄谱范围内导致谐振的波长附近的有效折射率产生一个剧烈的准线性变化，这样就会在谐振中心引起群速度的剧变。典型的方法有前面提到的EIT技术，已有研究者将EIT技术应用于成像。在慢光下得到没有强度和位相改变的无衍射图像。除此之外还有同调居量振荡(coherent population osciuations CPO)技术[7,8]、SBS、SRS[9]等。后面两种非线性方法折射率会产生强烈的谱变化，可以用Kramers—Kroig方程来衡量的慢光效应。②从材料结构人手，比如光子晶体或微结构实现慢光效应。
目录
摘要I
AbstractII
1绪论1
1.1背景和意义1
1.2慢光的研究现状1
1.3本文的主要研究内容2
2.慢光的研究3
2.1实现慢光的原理3
2.2实现慢光的方法4
慢光机制与应用总结讲解
本科生毕业论文（设计）中文题目慢光机制及应用的总结英文题目 A summary of the mechanisms and theapplications of slow light学生姓名万小寒班级2班学号11090223 学院吉林大学物理学院专业物理学指导教师卓仲畅职称教授摘要自从1999年Hua等人第一次慢光实验后，慢光得到了飞速的发展和广泛地应用。
关于慢光的各种机制与应用都被实验验证和提出，对于慢光机制与应用2008年已有总结性论文叙述，但2008年至今有什么新机制、新实验与应用呢?所以，本文在前人工作基础上做出综述。
以本科论文的水平局限，增加了近年的一些机制、实验发展和应用。
本文中会讨论电磁感应透明（EIT)、光纤Brragg 光栅、光谱烧孔、相干布居数震荡(CPO)、受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射（SBS）、孤子碰撞、光子波导晶体等各种机制慢光。
各种慢光机制一些原理、实验、应用会以公式推导、实验数据及图形等展示，而对于慢光机制某些应用的推测只能由简单的文字图形叙述了。
关键词：慢光；光纤；受激布里渊散射；受激拉曼散射；相干布居数震荡；光传感；光缓存；AbstractSince Hua et al made the first slow-light experiments in 1999 ，slow light has been rapidly developed and widely applicated。
The velocity of light has been slowed down by various mechanisms and for kinds of applications which had been demonstrated experimentally and proposed。
Mechanisms and applications for slow light has summarized and narrated in a certain paper in 2008，however，do there have been any new mechanisms，new experiments and applications since 2008 ? Therefore, this article will reviews them based on the work of predecessors。
光学延迟线原理
光学延迟线原理An optical delay line is a device used to introduce a variable delay in a light signal. In the fields of telecommunications, signal processing, and scientific research, optical delay lines play a crucial role in managing and manipulating light signals.光学延迟线是一种用于在光信号中引入可变延迟的设备。
在电信、信号处理和科学研究领域，光学延迟线在管理和操纵光信号方面发挥着至关重要的作用。
One of the key principles behind the operation of an optical delay line is the concept of time delay. By creating a physical path for the light signal to travel, the delay line introduces a time delay that can be precisely controlled and adjusted. This principle is essential for applications such as signal synchronization, pulse shaping, and time-resolved measurements.光学延迟线操作背后的关键原理之一是时间延迟的概念。
通过为光信号创造一条物理路径，延迟线引入了一个可以精确控制和调整的时间延迟。
这个原理对于信号同步、脉冲塑形和时间分辨测量等应用至关重要。
From a technical perspective, optical delay lines can be constructed using various methods, including fiber optics, free-space optics, and integrated photonics. Each of these methods offers unique advantages and challenges, depending on the specific requirements of the application. For example, fiber optic delay lines are known for their long delay lengths and low insertion losses, making them suitable for long-haul telecommunications and signal processing applications.从技术角度来看，可以使用各种方法构建光学延迟线，包括光纤、自由空间光学和集成光子学。
慢光的原理与应用
慢光的原理与应用1. 慢光的基本概念慢光是一种物理现象，是指光在某些介质中的传播速度显著降低的现象。
慢光的传播速度比真空中的光速要慢，可以达到甚至远低于光速的几乎任意小的数值。
慢光现象的产生是由于光在某些特殊的材料中遭遇到折射、散射、吸收等因素所导致的。
2. 慢光的原理慢光现象的原理主要涉及光在材料中的传播特性。
一般情况下，光在介质中传播的速度是由该介质的折射率来决定的。
而材料的折射率与其光学性质、结构有密切关系，因此可以通过调整材料的结构或者改变光的频率来改变材料的折射率，从而实现慢光现象。
具体来说，慢光通常通过两种方式实现：一是通过光的调制，即改变光的频率或相位；二是通过材料的特殊性质来改变光的传播速度。
例如，一些具有周期性结构的光子晶体可以通过调整周期或者调整晶格常数来实现慢光现象。
3. 慢光的应用慢光作为一种特殊的光传播现象，具有许多重要的应用。
以下列举了几个慢光应用的领域：3.1 光通信慢光可以用于光通信系统中的时延元件。
由于慢光传播速度较低，可以增加光脉冲在光纤中的传播时间，从而实现光信号的时延控制。
这对于一些需要对光信号进行精确控制的光通信系统非常重要，例如光缆的延时补偿、光信号的同步等。
3.2 光存储慢光还可以用于光存储器件中。
由于慢光传播速度慢，可以增加光信号在材料中的停留时间，从而实现对光信号的存储。
一些基于慢光原理的光存储器件已经被应用于光学计算、光存储等领域。
3.3 光传感慢光在光传感领域也具有重要应用。
慢光传感器可以通过测量光在介质中的传播速度和相位变化来检测环境中的物理量，例如温度、压力、湿度等。
慢光传感器具有高灵敏度、快速响应和无电磁干扰等优点，在传感领域具有广泛的应用前景。
3.4 光调制慢光还可以应用于光调制领域。
通过调控慢光材料中的光传播速度，可以实现对光信号的调制。
慢光调制器具有高速、高效的特点，被广泛应用于光通信、光学计算等领域。
4. 总结慢光是指光在某些介质中的传播速度显著降低的现象。
超光速与慢光现象及其应用前景
SBS(Simulated Brillouin scattering)
Slow light
Fast light
L. Thévenaz, "Slow and fast light in optical fibers," Nature photonics 2, 474 (2008).
波导色散
光子晶体材料 谐振腔波导
哈尔滨工业大学(Ruby, Er-doped fiber) 上海交通大学(SBS, OPA) 吉林大学(EIT) 山西大学(Rb atom) 清华大学(PCF)
慢光/快光形成机理:
吸收 折射率 n随w剧烈变化 K-K关系 吸收随w剧烈变化
正ng 小vg 慢光, 负ng 负vg 快光.
R. W. Boyd and P. Narum, "Slow- and fast-light : fundamental limitations," J. Modern Opt. 54, 2403 (2007).
R. W. Boyd and P. Narum, "Slow- and fast-light : fundamental limitations," J. Modern Opt. 54, 2403 (2007).
பைடு நூலகம்
要想产生快光/慢光 就要在增益谱/吸收谱上形成peak/dip
形成慢光/快光的几种方法:
材料色散
EIT(Electromagnetically induced transparency) CPO(Coherent population oscillation) OPA(Optical parametric amplification) SRS(Simulated Raman scattering) or SBS(Simulated Brillouin scattering)
光的慢射形成的效应
光的慢射形成的效应
光的慢射是一种光学现象，即通过特殊的材料或装置，将光传播速度降低，使光线的传播路径发生弯曲或折射的现象。
光的慢射在实际应用中有多种效应和用途。
以下是一些常见的效应：
1. 折射：当光线从一种介质传播到另一种光密度较大的介质时，由于光速变慢，光线会发生折射，即改变传播方向。
这是常见的折射现象，比如光从空气中传播到水中时，会发生折射。
2. 光学器件：通过将光传播速度变慢，可以设计制造各种光学器件，如透镜、棱镜、光纤等。
这些器件利用光的慢射现象来实现对光的聚焦、偏转、传输等功能。
3. 光路延迟：在某些光学应用中，需要对光的传播路径进行延迟控制，以实现一些特定的功能。
通过将光传播速度减慢，可以延长光经过的路径，从而实现光路延迟效应。
4. 分光：光的慢射现象还可以被用于光谱分析和光的分离。
通过不同材料的折射率差异或利用表面结构等手段，可以将不同波长的光线分离开来，达到光谱分析的目的。
总之，光的慢射现象在光学领域有着广泛的应用，能够改变光的传播性质，实现光的控制和利用。
这些效应在光通信、光纤传感、光学仪器等领域都有重要的应用。
慢光相关知识
慢光相关知识慢光顾名思义就是使光变慢。
光有相速度和群速度（通常可认为能量传播的速度）。
慢光是指使光的能量传播速度变慢。
实现慢光有很多⽅法，⽐如采⽤波⾊爱因斯坦凝聚、电磁感应透明（electromagnetically induced transparency）以及光⼦晶体等。
光⼦晶体的光学特性通常通过⾊散曲线来表征。
⾊散曲线是光⼦动量和能量（即频率）的关系曲线。
光⼦的群速度或者能量传播速度是由⾊散曲线的斜率决定的，即光⼦的传播速度跟斜率成正⽐。
所以我们可以通过设计光⼦晶体来改变⾊散曲线的斜率实现慢光效应。
慢光有什么⽤？⾸先，降低光的能量速度可以使光⼦充分跟物质相互作⽤，这样可以增强⼀些⾮线性效应。
其次，由于⾊散曲线⽐较平，那么很⼩的频率变化也会引起很⼤的光⼦动量的变化，所以可以做成⽐较灵敏的光学开关。
最后，慢光效应使光的能量速度减慢，可以起到储存光⼦的作⽤（⽬前采⽤波⾊爱因斯坦凝聚的⽅法可以使光的能量速度降低到17⽶每秒），这在量⼦光学芯⽚中具有重要的作⽤。
机制：⼀般我们所说的光速是指单⾊平⾯电磁波的相速度，即相位等于某⼀个特定值的点的传播速度。
所有频率的平⾯波在真空中的相速度都是 c≈3×108m/s,但是在介质中的相速度却依赖于平⾯波的频率：νp=c/n(ω)（折射率n是频率ω的函数，这⼀现象称之为⾊散），⼀般来说，n>0,所以νp<c。
但是这是再通常不过的现象了，当然不是我们讨论的慢光。
快慢光技术中所指的光速却不是相速度，⽽是群速度。
这是因为快慢光技术的研究对象是脉冲光在各种介质中的传播，⽽脉冲光可以认为是由很多频率不同的平⾯波叠加⽽成的，⽆法定义严格意义上的相速度，却可以定义群速度。
⼀般来说，我们可以认为脉冲光的群速度是该脉冲光整体向前传播的速度，也可以粗略地认为是该脉冲光的峰值点传播的速度。
脉冲光相速度和群速度定义推导：平⾯波E(z,t)=E0(z,t0)e−i(ωt−kz),其中，Φ(z,t)=ωt−kz为常数，该式为平⾯波⽅程中的相位因⼦，取全微分，得ωΔt−kΔz=0相速度：νp(ω)=ΔzΔt=ωk=ωλ2πn(ω)=cn(ω)相速度并不能测量，它的物理意义仅仅代表光⼊射到介质中后波长边长的⼀种现象，除此之外并没有其他特殊的物理含义。
慢光
4
Conclusion
本文献，证明了通过CPO效应在环形掺铒光纤中实现 慢光传输。 虽然，Er离子以环形的形式分布在第二个芯内（第二个 芯环绕第一个未掺杂的中心芯），但整个光波模式都 经历了群速度延迟。 测得的群速度是1360m/s，低于硅的声速度。并且群速 度可以通过非均匀展宽进行调谐。 通过加980nm泵浦，可以实现群速度可调。事实上，泵 浦可以把光纤由吸收变为增益，改变了折射率色散的 斜率。
2
在本实验中使用的掺铒光纤是通过化学蒸汽沉积的方法拉制而成的。 光纤的空间折射率的变化如图1 两个主要的区域：直径 为5.6um的单模光纤纤 芯和直径为38um的多 模光纤纤芯。Er离子呈 环形位于单模光纤纤芯 附近的多模光纤纤芯内。 Er离子浓度是600ppm。
实验中使用的光纤长度是1.5m，每米长的吸收如图2
(5)
其中， D (δ , ∆ ) = (δ + i T1 )(∆ + δ + i T2 )(∆ − δ − i T2 ) + ( S T1T2 )(δ + i T2 )
图4中实线是用密度矩阵得出的群速度延迟的理论值，它与实验吻合的很好， 说明了非均匀展宽的重要性。 非均匀展宽对群速度延迟并没有抑制作用，相反，它可以作为调节群速度延 迟的一种方法。 为了显示CPO效应，测量了群速度延迟随调制频率变化的曲线，如图6：
3 Slow light propagation 4
Conclusion
1
新一代的掺铒光纤，保持了它在通信传输中的优势特性，意在优化 泵浦条件。在这些光纤中，Er离子呈环形位于单模光纤纤芯附近， 单模光纤的纤芯是不掺杂的，纤芯直径和普通通信用的光纤的纤芯 直径是一个量级的，能实现低损耗和单模传输，并且和通信系统具 有很好的兼容性。 可以把泵浦光功率加到这种介质的掺杂区域，对泵浦波长来说，掺 铒的区域作为多模波导。由于1.5um光信号的边缘和掺铒区域的交 叠，产生了放大，1.5um光信号的大部分是在纤芯和掺杂的环形区 域内。 本文中，我们证明了在环形的掺铒光纤（REDF）中可以实现慢光， 在这种结构中，通过延伸到环形掺铒区域中的光波模式的边缘之间 的相互作用，由CPO效应可以得到强的色散。
漫射滤光镜机理及应用研究(一)
漫射滤光镜机理及应用研究(一)谢征宇【摘要】漫射滤光镜属于摄影中的特殊效果滤光镜.由于其独特的影像效果.在当前的电影摄制中,漫射滤光镜得到了广泛的应用,但同时,因为种类繁多,效果各异,其特点很难为广大摄影者全面掌握.而当前有关漫射滤光镜的文章或书籍为数不多,即使有,也基本上停留在简单效果描述的层面上,具体的理论及应用研究非常缺乏.rn本文将在北京几大摄影器材租赁公司收集到的所有种类及型号的漫射滤光镜(包括许多绝少使用的镜片)作为研究对象,力图全面而详尽地研究各个系列的镜片结构、漫射机理,并对影响漫射效果的因素进行分析.最后在结论部分,进行概括性的总结.【期刊名称】《现代电影技术》【年(卷),期】2010(000)007【总页数】4页(P15-18)【关键词】漫射滤光镜;柔光镜;雾镜;反差镜【作者】谢征宇【作者单位】北京电影学院【正文语种】中文绪论摄影用漫射滤光镜,其基本功能在于产生漫射作用。
当把漫射镜加在摄影光路中时,大部分成像光线仍然能够正常成像,而少部分成像光线(尤其是强光)因为漫射、折射等现象,变成微弱杂光,投射到感光胶片上相应影像的周围,形成光渗,以至明显降低了影像线条、影纹和影像轮廓边缘的“锐利度”,并在原本清晰的影像上,罩上一层虚影、晕圈。
这既减弱了所摄影像的反差和强烈对比,消弱耀光光斑,又降低了影像轮廓、影纹的清晰度,使之变得略模糊,同时还降低了影像的色彩饱和度使之不再十分鲜艳,取得一种淡雅,柔和的画面效果。
世界上众多滤光镜厂家,研制生产出各式各样的漫射滤光镜,种类各异,效果也不尽相同,在此纷繁复杂的漫射滤光镜家族中,品种最为丰富,效果最具特色并且最为全面的当数美国蒂芬TIFFEN公司生产的漫射镜系列,总计有17个种类,100余个型号。
目前,在电影摄影领域中,广泛应用的正是TIFFEN(蒂芬)漫射滤光镜系列,而其他滤光镜厂家尽管也生产一些颇具特色的漫射镜(如保谷HOYA公司、肯柯KENKO公司生产的DUTO型同心圆式人像柔光镜),但在电影摄影中却极少运用。
第九讲 ! 光速减慢和光缓存技术
! ! 近年来， 光作为一种信息载体， 已经广泛服务于 人类社会’ 信息技术基本上可以分为信息的采集、 传 输、 处理、 存储和显示等 N 个方面’ 与电子信息技术 相比， 光在采集、 传输以及显示技术方面， 都占据了 优势’ 光纤通信的飞速发展， 没有人怀疑光通信在信 息网络的主流地位’ 越洋通信、 海底光缆已经把世界 变得不再遥远’ 光检测技术以其高精度、 高分辨率、 无损、 非接触等方面的优势， 也正成为检测技术的高 端产品’ 绚丽多姿的各种显示屏， 把人们带进了美妙 的虚拟世界’ 然而， 在存储与处理技术方面， 光信息 技术却明显地落后， 与前 P 种光信息技术明显不匹 配’ 数十年来， 人们梦寐以求的光计算机并没有如期 出现’ 光盘因为其读写速度慢， 不能作为实时处理的 存储器’ 为了能对光信息进行存储与处理， 必须先将 光信号变为电信号’ 这不但丢失了光信号中的相位 和偏振信息， 而且在转换速率上， 人类已经接近了光 电转换速率的极限， 大约为 "%%UC V :’ 这使得光信息
・ #"!・
物理学与信息科学技术专题 的测量促进了基础科学的发展 ! 麦克斯韦就是把电 磁波速度的计算结果与当时已有的 " 个光速测量数 据进行比较后， 于 #$%& 年提出 “ 光是一种电磁波” 的论断的’ 虽然光速的概念是一个复杂的问题， 但我们这 里仅涉及相速和群速这两个概念’ 作为单一波长的 稳态的电磁波， 波的各点都在作稳态的简谐电磁振 荡’ 波的传播理解为相位的传播， 因此它只有相速度 的概念’ 尽管每一点的电磁振荡都存在幅度 （ 包括 偏振） 和相位两个参数， 但相位分布是决定波动的 关键因素， 波动场的波动性是由相位场所决定’ 比如 一个感应场， 尽管各点的场强不同， 但相位都相同， 所以不是波’ 相位场 ! （ !） 是一个标量场， 最关键的 参数就是梯度， 波矢就是相位场的负梯度， 即 （ !） ， （#） ! 而波矢的大小就是相移常数 # ( ) ! （ !） ) ( !* " ， 其 " (! " 为折射率’ 相移常数的倒 中 !* 是真空中的波数， 数就是相速度 #+ $ # % & 在均匀介质中， 理想的单一波长的平面波 # + 是一个 常数’ 由于我们没有办法测得光场的相位， 所以相速 度是不能直接测量的， 通常是通过测定折射率 " 来 间接获得均匀材料中的相速度’ 在真空中， 相速度与 频率 （ 波长） 无关， 而在介质中它与频率有关’ 我们要传递的光信号是一个个承载信息的光脉 冲， 每个光脉冲可以看成一系列光频率分量的叠加， （ 波包） 通过介质时各 通常被称为波包’ 这种光脉冲 单色的频率分量将以不同相速传播， 波包在传输过 程中会发生畸变， 波包的不同点以不同的速度传播， 因此我们不能以 “ 波包的传播速度” 作为群速度’ 对 （ ’） （ 电场的量纲） ， 可定义这个波包 于一个波包 $ 的平均达到空间某一点的时刻为 〈 ’〉 $ ! （ !）) ’ " （,） " " + , （&） % -" " （# ( ） " -% 定义光在真空中的速度与实际的群速度之比为减慢 0 0 0 0 #/ $ 于是 因子 -， + % -" $ " （# ( ） , （%） #/ " -% 从公式 （& ） 可知， 要想降低光信号 （光脉冲） 的传播速 - $ 度， 可以有两个思路， 一是增大折射率 1， 二是增大折 % -" ’ 由于普通介质的折射率与 " -% 真空中的折射率相差不大， 依靠增大折射率 1 获得光 射率的相对变化率 速的减慢是十分有限的， 所以出路就是增大折射率的 相对变化率 % -" ’ 从介质极化的微观机理我们知 " -% 道， 介质的折射率变化在共振频率附近最大， 从而可 以明显的减慢光速’ 但是在共振频率附近， 介质极化 率不仅它的实部 （折射率） 很大， 而且其虚部也很大， 这意味着介质伴随着强烈的吸收， 所以关键就在于既 获得很大的折射率变化率， 又要使介质仍然保持透 明’ 能够 达 到 这 一 目 的 的 就 是 电 磁 诱 导 透 明 234 （ 565789:;</158=7<66> =1-?75- 89<1@+<9517>） ’ 电磁诱导透明技术是利用量子相干效应消除电 磁波传播过程中介质影响的一种技术’ 电磁诱导透 明的原理可以归结为无粒子数反转的光放大’ 根据 爱因斯坦速率方程， 无粒子数反转的光放大是不可 能实现的’ 但 A:7B<9:C@D<>< ， AB<1=1 和 E<99=@ F 等人 认为， 这是由于介质中同时存在受激辐射和受激吸 收两个过程所致’ 如果受激吸收过程不存在， 或者大 大减少， 就有可能实现无粒子数反转光放大’ 同样， 如果减少了受激吸收， 介质也就变成透明了’ 于是， 研究者们开始探索如何实现减少受激吸收、 甚至完 全不吸收的方法’ #GH% 年， 意大利比萨大学的 I ・阿尔热塔等人 ， （.） 研究了钠原子的超精细结构， 它是一种在类似 # 形 的三能级模 式 ， 并存在两个非常接近的低能级态 —# 〉 和—, 〉 ， 见图 "’ 图 " 中， % 7 是常规跃迁频率， 当某个多模激光场各 % + 是抽运光频率’ 他们发现， 模之间的频率间隔和这些超精细态之间的间隔相同 时， 从高能级态—. 〉 出射的荧光将大大减少’ 这表 明钠原子介质中的每个原子的概率振幅 （ 决定介质 中所有原子的能级分布） 都被 “ 驱使” 到了由两低能 （"） 级—# 〉 和—, 〉 组成的相干叠加态上， 高能级态—. 〉 上没有概率振幅的布居’ 这个过程称为相干布居捕 获 （ 7:B59518 +:+?6<8=:1 89<++=1/ ） 或简称为相干捕获
慢速同步
慢速同步不管在明亮或弱光的环境中，都开启闪光灯进行闪光。
通常用在对背对光源的人物进行拍摄，可以增强人物的亮度，但是容易造成噪点增加和曝光过度。
在光线昏暗的环境下拍照时，如果使用闪光灯加较高的快门速度进行拍摄，很容易造成前景主体太亮，甚至是白晃晃的一片，而背景却依旧灰暗，无法辨别细节。
而“慢速闪光同步”会延迟数码相机的快门释放速度，以闪光灯照明前景，配合慢速快门（如1/5秒）为弱光背景曝光。
这样，就能够拍摄出前后景均得到和谐曝光的照片。
后帘同步：一般情况下，闪光灯是在快门前帘打开的同时触发的。
如果快门比较慢，而拍摄的是快速运动的物体的话，则在快门后帘关闭前，物体还会移动比较明显的距离，表现在照片上，就是物体的前方出现一条虚影。
设置“后帘同步”的话，闪光灯是在后帘关闭前的一瞬间触发的，这样一来运动物体的虚影就拖在物体后面，看上去更自然一些。
那什么是慢速同步闪光？慢速同步闪光是指虽然闪光灯和曝光同时进行，但闪光灯开启的时间和快门开启关闭的时间不一致，分为前帘同步和后帘同步。
如果物体是运动的，使用后帘同步闪光时，运动物体的后面会出现轨迹光现象，这是因为在快门关闭前的一瞬间闪光灯才闪光，这样就凝固住了拍摄主体，但又因慢速快门而使之前的影像模糊。
前帘闪光同步则相反，轨迹光会出现在运动物体的前方，道理亦然。
如果物体不动呢，我们用后帘同步闪光时移动相机，会出现什么情况呢，这个您试试就知道了，在舞池中的拍摄通常会用到这种方法。
但如果使用三脚架，上面的结果可能就不会出现啦，这个得看慢速快门定在多少。
精彩慢速同步闪光作品欣赏有灯光背景的夜间人像：正确使用慢速同步闪光模式使用闪光灯以后，快门速度会加快，但是如果背景是漂亮的彩灯，反而会因此显得曝光不足，现在很多数码相机都有慢速同步闪光模式，在这种模式下快门的速度不因为的开启而变快，闪光灯闪光灯可能连续闪两次，期间保持快门开启，或者快门先开启一段时间再闪光，或者闪光后再保持一段时间，无论哪种处理方式，原理都是一样的，即主题和背景都得到了合适的曝光亮，注意的是此时曝光时间延长，一定要拿稳相机，或配合三脚架，并提醒被摄者闪光灯亮之前和亮完以后的几秒钟里保持姿势不要动，否则图象会因手的抖晃或物体的移动而有重影发虚。
慢光技术及其应用
学号姓名开课单位慢光技术及其应用讲座学习汇报5月26日晚7时30分至9时00分, 信息科学与技术学院郑狄老师在网络教育学院5302室做了以《慢光技术及其应用》为题学术汇报。
听此汇报, 让我们对光通信有了另一层面新认识。
慢光(Slow light)效应是在高色散器件和媒质中存在一个反常物理现象, 经过对光速减慢研究不仅能够加深大家对光与物质相互作用本质了解, 而且有利于发觉新物理现象。
利用慢光效应, 首先能够结构光延时器、光缓存器等, 这些器件将是处理全光通信系统中光路由和光交换问题关键器件; 其次, 当光脉冲在慢光波导中传输时, 将经历空间上压缩, 其能量密度将显著增大, 能有效提升传感器灵敏度。
汇报关键介绍了三大部分: 引言、基于受激布里渊散射(SBS)慢光技术、慢光应用。
一、引言1.慢光研究起源1999年Harvard大学Hau等人利用电磁感应透明（EIT）技术在450nK超冷原子中实现了17ｍ/s极慢光速。
9月23日, 在欧洲核子研究中心（CERN）, 科学家们发觉了意料之外现象: 被送往732公里之外Gran Sasso试验室中微子们比光速快了60纳秒抵达。
用更大数字来表示, 就是光速299,792,458m/s, 而她们在试验中检测到中微子速度是 299,799,953m/s。
这一数值试验误差是10纳秒, 换言之, 基础上比光速快是没错! 即使只是0.0025%区分, 但这一挑战狭义相对论光速不变原理基石发觉一旦得到证实, 将会给物理学界带来巨大改变。
慢光发展无疑会带来光学非线性效应增强, 以及全光信息器件如光缓存、光开关和光学路由器等发展。
尤其是全光信息器件已经是慢光发展关键动力之一, 因为全光信息器件可能就是下一代通讯网络关键器件。
而且慢光还可能影响雷达系统、量子信息科学等等领域。
2.慢光原理用相速度和群速度这两个概念来说明慢光产生。
通常而言,光在介质中速度和介质折射率相关,而光传输速度又能够分为单一频率光波传输相速度和很多频率成份组成光波波包传输群速度。
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本科生毕业论文（设计）中文题目慢光机制及应用的总结英文题目 A summary of the mechanisms and theapplications of slow light学生姓名万小寒班级2班学号11090223 学院吉林大学物理学院专业物理学指导教师卓仲畅职称教授摘要自从1999年Hua等人第一次慢光实验后，慢光得到了飞速的发展和广泛地应用。
关于慢光的各种机制与应用都被实验验证和提出，对于慢光机制与应用2008年已有总结性论文叙述，但2008年至今有什么新机制、新实验与应用呢?所以，本文在前人工作基础上做出综述。
以本科论文的水平局限，增加了近年的一些机制、实验发展和应用。
本文中会讨论电磁感应透明（EIT)、光纤Brragg 光栅、光谱烧孔、相干布居数震荡(CPO)、受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射（SBS）、孤子碰撞、光子波导晶体等各种机制慢光。
各种慢光机制一些原理、实验、应用会以公式推导、实验数据及图形等展示，而对于慢光机制某些应用的推测只能由简单的文字图形叙述了。
关键词：慢光；光纤；受激布里渊散射；受激拉曼散射；相干布居数震荡；光传感；光缓存；AbstractSince Hua et al made the first slow-light experiments in 1999 ，slow light has been rapidly developed and widely applicated。
The velocity of light has been slowed down by various mechanisms and for kinds of applications which had been demonstrated experimentally and proposed。
Mechanisms and applications for slow light has summarized and narrated in a certain paper in 2008，however，do there have been any new mechanisms，new experiments and applications since 2008 ? Therefore, this article will reviews them based on the work of predecessors。
Limited to the level of undergraduate thesis，an increased number of mechanisms、experimental development and applications recently is added in the dissertation。
This article will discuss various mechanisms slow light such as electromagnetically induced transparency (EIT)，fiber Brragg grating，spectral hole burning effect，coherent population oscillation (CPO)，stimulated Raman scattering (SRS)，stimulated Brillouin scattering (SBS)，soliton collision，photonic crystal waveguide and so on。
Some principles of the mechanisms、experiments、and applications of slow light will be presented by the derivation of the formula 、the experimental data and figure，but some applications of the mechanisms of slow light are only introduced by simple words and diagrams。
Keywords: slow light；Stimulated Brillouin Scattering；Stimulated Raman Scattering；coheeent population oscillation；optical sensing；optical buffer；中文摘要 (I)Abstract (II)目录第一章绪论 (4)1.1慢光原理 (4)1.2慢光的度量 (4)1.2.1 群指数，群速度或群延时 (5)1.2.2 分数延时 (5)1.2.3 延时带宽或延时比特率生成 (5)1.2.4 其他度量 (5)1.3慢光常见应用 (6)第二章慢光的各种机制 (7)2.1电磁感应透明慢光 (7)2.1.1第一个慢光实验 (7)2.1.2气体介质中EIT的实验原理 (7)2.1.3固体介质中的EIT...............。
.. (8)2.1.4 EIT慢光应用问题 (9)2.2 掺铒光纤中慢光 (9)2.2.1光纤布拉格光栅慢光 (9)2.2.2光纤慢光技术缺点 (10)2.3 光谱烧孔 (10)2.3.1 红宝石烧孔原理 (10)2.3.2 光谱烧孔慢光实验 (11)2.4 相干布居数震荡（CPO) (12)2.4.1 CPO产生慢光的原理 (12)2.4.2 CPO实验 (13)2.4.3 CPO优缺点 (16)2.5 受激布里渊散射慢光 (16)2.5.1 SBS定义 (16)2.5.2 SBS原理 (17)2.5.3 光纤中SBS原理 (17)2.5.4 光纤中SBS延时线 (18)2.6 受激拉曼散射慢光 (19)2.7 光参量放大 (22)2.7.1 光参量放大原理 (22)2.7.2 OPA慢光效应 (25)2.8 光子晶体慢光 (25)2.9 微球体系统慢光 (27)2.10孤子碰撞慢光 (28)第三章慢光应用 (31)3.1 改善光学仪器 (31)3.2 光交换 (31)3.3 光路由器 (32)3.4 光缓存 (32)3.5 全光开关 (33)3.6 光传感 (33)3.7 光延时线 (34)3.8 干涉型光学陀螺 (35)3.9 温度测量 (35)第四章总结 (36)参考文献 (37)阅读文献 (42)致谢 (43)第一章 绪论1.1慢光原理我们知道，真空中光速c=299792458m/s≈8103⨯m/s 。
如果把光速降低到一定程度，就能更好地为人类服务。
实际上，通常光传播都会经过介质的，也即是此时光速就减小了，称其为慢光。
介质中，光速与介质折射系数有关。
但由光群速度理论[1]我们知道，介质中光速可以分为两部分:单一频率光相速度和混合频率光波包的群速度。
此时，介质中光速是指群速度。
因c n k /ω=从光波速度公式 gg n c dk d v ==ω （1）得 ωωωd dn n d dk c n g +== （2） 则介质中光群速度公式有 )/(/ωωωd dn n c dk d v g +== （3） 这里ω是光频率，c 是真空中光速，n 是介质折射系数，k 是传播常数。
对于介质来说，其折射系数是有限的，因此通过改变折射系数来减小g v 不合理。
但折射系数的变化速率ωd d n / 是可控的，也就是说，光速亦可控。
尤其是ωd d n /》1时，光群速度减小并得到慢光。
而得到慢光的方法也将在第二章叙述。
1.2慢光的度量[2]上文提到的群指数g n 作为度量指标描述了慢光介质。
然而，本身给定的群指数不能够充分体现慢光系统。
对于一个给定的应用的最佳解决方案往往取决于其他因素，包括带宽（或比特率）、高阶色散引起的脉冲失真、电源要求。
比较不同慢光技术往往需要涵盖广泛的操作细节的性能测量。
一些常见的慢光性能测量下文将给出。
1.2.1 群指数，群速度或群延时群速度或群指数衡量是等价的；群延时用来衡量性能，对于一些应用来说，确实没用的。
例如，对于一个持续1ns 的脉冲，10ns 的延时很大，而对于10μs 脉冲却不值一提。
所以，群延时通常是对可实现带宽或比特率的补充。
1.2.2 分数延时分数延时是指脉冲延时测量分离于脉冲持续时间的测量，即 0T T dfrac τ= （4）0T 通常定义为脉冲半宽高（FWHM ）。
从概念上讲，分数延时结合了延时测量和脉冲持续时间测量，更准确地表述了“慢”所呈现的量。
有时却难以唯一度量一个慢光系统，这时就需要脉冲延时和宽度了。
1.2.3 延时带宽或延时比特率生成同分数延时非常类似，延时带宽生成或延时比特率生成(DBP)是结合了延时测量与频率或比特率测量。
通常，带宽指的是数据通道的光谱宽度，而比特率是指数据传输的bit/s 。
DBP 是一个有用的参数，因为大的绝对时间延时可能伴随着相当低的比特率通道，但它可能对应一个微不足道的分数延时。
因此对于极小时间的小延时很可能极有意义。
DBP 的表述为B d DBP τ=∆ （5） 其中B 是延迟信号的比特速度。
1.2.4 其他度量评估一个慢光系统还有其他度量方式，如Q 延时生成、位出错率、能量损失、观测误差等。
其中Q延时生成是指数据失真可以用Q因素量化，Q和信号与噪音的比率有关。
1.3慢光常见应用在光学领域中，有很多实验仪器性能差强人意，应用慢光可以改善其性能，如第三章将要讲到的赛格奈克（Sagnac）干涉仪。
同时，光作为信息载体，在现代信息技术领域占着日益重要的地位。
近年来，电子信息已不能满足人们的要求，相对地，光信息技术却日趋成熟，这其中就包括光信息采集、传输和显示技术。
随着慢光机制越来越多的被研究，慢光在改善光学元件的光学性能方面显现出尤为重要的作用，光缓存、光处理和光传感技术逐渐改善，如光缓存器和光传感器中的应用，使光缓存容量和传感精度提高，对光处理和光存储技术发展有着极大促进。
第二章 慢光的各种机制产生慢光的方法有很多，如电磁感应透明（EIT ）、掺铒光纤Brragg 光栅、光谱烧孔现象、相干布居数震荡(CPO)、布里渊散射（SBS ）、拉曼散射（SRS ）、光参量放大(OPA)、微球体系统(SOI)、光子晶体波导、孤子碰撞等，其原理和优缺点各有不同，下文将具体介绍。
2.1 电磁感应透明（EIT ）2.1.1 第一个慢光实验1990年，美国斯坦福大学S.E.Harris 教授等人提出了电磁感应透明（EIT ）的理论[3,4]，1991年他们就在锶原子蒸汽中第一次实现了EIT [5]，电磁辐射传输中，会受介质影响，用量子相干效应即可消除，这也就是我们所说的EIT 。