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美科学家研制出新型光学谐振器系统

导读: 美国华盛顿大学圣路易斯分校已经开发了一套光学谐振器(resonator)系统,能增强光线针对某个方向的传导,并将光线往其他方向的传导削弱到几乎看不见;此外该系统也微缩到能放进一颗矽晶片内的程度。

  该元件反射两个微谐振器之间的光束,其中之一能量耗损、另一个增加,当某个谐振器的增益等同于另外一个的耗损,系统的宇称就会被打破;华盛顿大学的论文指出:“此时系统即使在非常弱的输入电力之下,也会呈现强劲的非线性行为输入光线的增益强度会呈现非常陡峭的直线斜率,也就是光线只会由单一个方向传导。”

  此时一个明显的结果是,发出自元件的光束强度比输入该元件的能量更高;打造谐振器的研究人员Kaya Ozdemir 表示:“时间反演对称(Time reversal symmetry)是一个基础物理原则,指的是如果光线会沿着单一方向传导出去,那一定也能从另一端传导回来;但在新的光学二极体内,这个原则就不成立了。”

  Ozdemir指出,工程师传统是以磁光学(magneto-optics)或是高磁场来打破时间反演对称,但华盛顿大学团队是透过打破宇称(宇称不守恒)所产生的强劲非线性来达成;当输入功率只有1mW时,能让单一方向的光线传输强度提高十七倍,但没有从另一端过来的光线传输;而如果不使用宇称概念搭配谐振器的结构,不可能达到这样的结果。

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