光場單向放大研究取得新進展

華東理工大學教授龔尚慶、鈕月萍團隊與新加坡國立大學教授龔江濱合作在光場單向放大研究領域取得新進展。相關研究成果近日發表於《物理評論快報》。

由於光在一般介質中具有雙向傳輸的互易性，即向左傳播和向右傳播是可逆的，因而對光的放大一般也具有互易性。但在光通信、光信息處理等過程中，往往需要光的單向放大實現雜訊的抑制。據報道，目前僅有兩個研究團隊通過光波波段實驗實現了光場的單向放大，採用的都是腔光力系統，方案依賴於高品質光學腔的製備和調控。

該團隊通過巧妙設計，將原子熱運動導致的多普勒效應和拉曼增益相結合，提出了可在自由空間實現光波波段單向放大的原創性方案，並通過實驗進行了驗證。當信號光和控制光同向傳輸時（前向），其感受到的多普勒效應和控制光場相同，此時信號光可以無吸收通過。在泵浦光場的作用下，增益通道打開，信號光被急劇放大。反之，信號光被強烈吸收。

該團隊在銣原子氣體中完成了相關實驗，獲得了26dB的前向放大和30dB的反向隔離，該指標為目前報道的最高實驗指標。

專家表示，這一原創性方案具有可常溫下工作、裝置簡單、易於調控、小型化可集成等優勢。

（來源：《物理評論快報》）

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