《用磁場效應控制光的群速》是依託哈爾濱工業大學，由掌蘊東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用磁場效應控制光的群速
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：掌蘊東
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光速控制研究是目前光物理研究的熱點課題，它不僅僅是使人類對光的本性有了更加深入的認識，而且可在技術上給人類帶來潛在的套用。目前的研究表明，慢光可以套用到光學延遲線、光通訊系統中的全光快取、光開關、光雷達、量子信息處理、光感測器等方面，本研究就是在前期慢光和超光速的研究基礎上，利用磁場的塞曼效應和法拉第反常色散效應的方法，進行原子蒸汽中實現光脈衝的群速度減慢和超光速以及它們之間的轉換，證明用磁場控制光脈衝的群速、實現群速可控以及由慢光到快光的轉變可行性等問題，這對揭示磁場控制慢光與快光產生以及轉化的物理規律有著重要的意義，為奠定慢光與快光的產生、轉化以及其套用奠定基礎，並提供新的思路，這對實現光信號延遲及控制、群色散控制研究具有一定的科學意義，會為低功率非線性光學、量子信息處理、長距離光通訊的套用奠定基礎。
結題摘要
光速調控因其在光通信、光感測技術、光信號延遲及量子計算機等方面廣闊的套用前景成為了目前光學領域的一個研究熱點課題，其中室溫條件下氣體介質中實現群速可控的研究是實現光速調控一個非常重要的方面。 基於塞曼效應理論，我們提出了一個銣蒸氣中利用磁場和溫度基於銣原子D2線躍遷(5S1/2-5P3/2，780nm)的色散特性並且不需要另外的泵浦光來產生並且控制超光的方法, 建立了銣原子蒸氣中光速控制的理論模型，成功的解釋了銣原子蒸氣中超光速行為產生的原因，定性分析了磁場強度及色散介質溫度對於光群速度的影響；實驗上利用磁場和溫度調節實現了超光速的實驗觀測和光速調控。理論計算以及實驗數據結果表明原子吸收特性和光的群速度可以通過改變磁場強度和原子氣體的溫度來調控，證實了室溫條件下氣體介質中利用磁場和溫度實現光速調控的可行性。為超光領域光速調控進一步的理論研究和套用化打下一定的基礎。與以往產生超光的方法如EIT等都需要信號光和泵浦光兩束光相比，本方法只需要一束信號光加上磁場就能實現光速調諧，簡化了光路結構設計，對實驗條件要求低，通過改變磁場和溫度兩個參量可以得到較大的群速度調控範圍,易於實現。同時對溫度敏感且要求不高，100攝氏度左右實現較好的調諧效果，磁場強度固定時溫度較小改變約10攝氏度左右就能實現較大範圍的群速度調諧，值得一提的是，通過調節磁場強度可以將光傳輸從快光調諧到慢光，預計有廣泛的套用範圍和較大的套用前景。 本課題的研究一方面，通過探索新的慢光和超光速機制拓展相關的研究領域；另一方面，通過理論分析和實驗研究深入的理解慢光和超光速產生的物理機制，並幫助我們深刻的理解超光速現象。相信課題的研究成果對於光速調控研究，理解光和物質的相互作用過程，慢光和快光的套用，具有重要的科學研究意義和潛在的套用前景。
