基于CPO的慢光技术研究及其进展

【 文章 编 号 】 １０ — １１２ １）３ ０ ３ — ３ ０８ １５ （０ １０ — ０９ ０ 有 良好 的 兼 容 性 。如 果提 高 掺 铒 光 纤 的浓 度 ， 有 利 于 光 纤 器 件 尺 寸 的缩 小 。 因此 Ｃ Ｏ技 术 已经 成 为光 学 领 域 的 一 个 研 究 Ｐ
减慢 。 ２０ ０ ３年 美 国 Ｒ ｃ ｅ ｔ ｒ大 学 的 Ｍ ｔ ｈ ｗＳ ｉｅ ｏ ｏｈｓｅ ａ ｔ ｅ ．Ｂ ｇ ｌｗ实 验
生慢 光 。相 反 ， 当 ｄ） ０ （ 反 常 色 散 区域 内 ） 时 ， Ｖ ＞ ｏ＜ 在 Ｃ时 ｇ
产 生 快 光 。其 中 ，群 折射 率 ｔ 是 一个 与 频 率有 关 的 量 ： ／
Ｖ＝／６ ｇＣ １ ５的 光信 号 ，Ｈ ｕ 在 Ｂ ｓ － ｉ ｓ ｅ ｎ凝 析 油 中观 测 到 ａ ｏｅＥｎ ｔｉ
群速度 Ｖ ｇ为 １ｍ ｓ的 光 信 号 。Ｔ ｒ ｋ ｉ ７／ ｕ ｕ ｈ ｎ使 用 Ｅ Ｔ方 法 在 ５ Ｉ Ｋ 的低 温 掺 Ｐ ｒ的 Ｙ Ｓ ０ ２ ｉ ５的 固体 材 料 中得 到 ４ｍ ｓ的 群 速 度 。 ５／
人 们 又 不 断 研 究 和 发 展 了 这 一 技 术 ， 使 得 基 于 Ｃ Ｏ 的 慢 光 可 Ｐ
以在 室 温 下 的掺 铒 光 纤 和 半 导 体 结 构 中 同 样 得 以 实 现 ， 大 大
较 大 ，群 速 度 ｖ ｇ
增 强 了 在 实 际 应 用 中 的 可 行 性 。 Ｅ． Ｂ ｌ ｉ 等 人 和 ａ ｄｔ Ａ ｃｗ ｉ ｓ ｅ ｇ等 人 都在 ２ ０ ．ｓ ｈ ｅ ｎ ｂ ｒ ０ ５年 利用 Ｃ Ｏ原 理 在 掺 铒 光 晶 Ｐ
ｇ
小 组 在 红 宝 石 和 紫 翠 玉 晶 体 中 实现 了超 慢 光 ，首 次 在 红 宝 石
晶体 中 使 光 速 最 低 降 低 到 了 ５ ．ｍ ｓ ０ ３年 至 ２ ０ ７ ５ ／ 。２ ０ ０ ６年 问，
～㈣ 龛 当 折射 率 的 变 化 率
ｇ
较 大 时 ，群 折 射 率
体 和 掺 铒 光 纤 中 做 了 相 关 实 验 并 发表 了 文 章 。其 中 Ｂ ｌ ｉ ａ ｄ ｔ等 较 小 ，光 也 就 越 慢发 生 在 可 饱 和 吸 收 的 固 体 中 ，这 种
人 在 掺 铒 晶 体 中 做 出 了 一 个 线 宽 为 ２ Ｈ 的窄 烧 孔 ， 把 光 速 ６ｚ 并
２１ ０ １年第 ３期 （ 第 １ ９期 ） 总 ３
大 众 科 技
ＤＡ ＺＨＯＮＧ ＫＥＪ
Ｎｏ． ２０ １ ３。 １
（ ｕ ｌ ｉ ｌ Ｎ ．３ ） Ｃ ｍｕ ｔ ｅｙ ｏ１ ９ ａｖ
基 于 Ｃ Ｏ的慢 光 技 术研 究 及 其进 展 Ｐ
陈译 联
（ 东师 范 大 学信 息科 学技 术 学 院 ，上 海 ２ ０ ４ ） 华 ０ ２ １
最低下降到 ２７／ 。 ．ｍ ｓ
固 体 在 一 定 条 件 下 可 同 时 产 生 较 高 的光 谱 散 射 和 较 低 的 吸
收 ，这 对 慢 光 传 播 在 室 温 固体 是 必 须 的 。 一 个 强 功 率 的泵 浦 光 束 与一 束 频 率 稍 有 差 别 的信 号 光 束 ｃ 互 作用 ， 者 拍 相 两 频 ０ ９ ｐ—ＯＣ 于 原 子 系统 的谐 振 频 率 ， 而 导 致 了粒 子 数 ）等 从
利用 ＥＴ方法 Ｋｓｐ Ｉ ａ ａ ｉ在 铅 蒸 气 细 胞 中观 测 到 群 速 度 为
（ ）相 干粒子数 振 荡 （ Ｐ ）实现 慢光 的原理 二 ＣＯ
光 脉冲在 介质 中的群速 度可 表示 为 ： 其 中ｃ 光 在 真 空 中 的 传 输 速 度 ， 为
ｄ ｎ
＝
Ｌ青 ＝
【 摘 要 】首 先 回顾 了近 １ 中 的慢 光 技 术研 究 的发 展 历程 ，简要 介 绍 实 现慢 光技 术 的 几种 方 法— — ＥＴ、Ｓ Ｓ和 ＣＰ ０年 Ｉ Ｂ Ｏ； 重 点介 绍 了 Ｃ Ｏ 产 生慢 光 的 原 理 和 取 得 的 最新 进 展 ， 简要 讨 论 实 用化 过 程 中存 在 的 问题 ， 最后 简述 慢 光 技 术 研 究的 应 用和 发 Ｐ 展趋势 。 【 键 词 】慢 光 ；Ｃ Ｏ；光 纤 ；掺 铒 光 纤 关 Ｐ 【 中图 分 类 号 】Ｔ ２ ． Ｎ９ ９１ ４ 【 献 标 识 码 】Ａ 文
比较 各 种 实现 光速 操控 的 方 法 ， 可 以 发现 基 于 Ｃ Ｏ 原 理 Ｐ 实 现 慢 光 的技 术 具有 非 常 高 的 实 用 价 值 。 由于 电磁 感 应 透 明 （ Ｉ ） 法 要 求 精 确 的量 子 干 涉 效 应 则 必 须 工 作 在 低 温 下 并 ＥＴ 方 使 用 低 密 度 原 子 气 体 ， 因 此 具 有 很 大 的局 限 性 。 而 我 们 利 用
为 群折 射 率 。
由此 可 见 ， 当 ＞ Ｏ时 （ 正 常色 散 区域 内 ） ｃ则 产 在 ，ｖ ＜
随着 研 究 的进 行 ，人们 发现 利 用 受激 布里 渊 散 射 （Ｂ ） 受 激 ＳＳ或 拉 曼 散 射 （Ｒ ） 够 控 制 光 脉 冲 在 光 纤 中 的 传 播 速 度 。 ２ ０ ＳＳ能 ０５ 年 Ｋ ａ ｇ Ｙ ｎ ｏ ｇ等人 在光 纤 中利 用 Ｓ Ｓ实 现 了对 光 速 的 ｗ ｎ ｏ ｇＳ ｎ Ｂ
热 点。
（ ） 引 言 一
随 着 光 通 信 系 统 的 日益 发 展 ，在 享 受 光通 信 带 来 的 高 速 、
低 损 耗 、 安 全 等 等 优 点 的 同 时 ，通 过 采 用 非 线 性 光 学 手 段 以
获 得 慢 光 引起 许 多 学 者 广 泛 的 关注 ，因 为 光 速 减 慢 可 能 会 极 大 地 促 进 通 信 系 统 中 光 缓 存 器 的 发 展 ，是 未 来 实 现 全 光 网的 关键性技术 。