多伦多大学观察到超窄光谱凹陷,为百年布里渊散射理论开辟新空间( 三 )
对于本次成果 , 还有位审稿人表示:“尽管之前有大量论文研究了非线性极化效应 , 但本次结果是相当独特的 , 我从未听说以前有类似效应的验证 。 这里提出的技术也能使用其他形式的非线性增益来实现 。 另一个有趣的特点是 , 光谱凹陷使用了市场上购买的光纤 , 这为使用可定制设备的进一步发展打开了空间 。 ”
悉尼大学纳米研究所教授本杰明·J·埃格尔顿(BenjaminJ.Eggleton)认为 , 该论文成果可能在超窄线宽滤光器方面有一些很好的应用 , 也有望实现微波光子链路 , 从而帮助人们理解微波滤光器的性能 。
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“金发姑娘”
据钱黎介绍 , 最初他们本不打算做成一个项目 。 它始于一个偶然的发现 , 罗伊娜·卡西米(RojinaGhasemi)是她以前的一个研究生 , 当时罗伊娜正在做一个项目 , 将扭转光纤的布里渊增益用于光学传感 , 以作为硕士毕业课题 。
“我帮她建立了测量布里渊增益的实验 , 并向她展示了如何调整输入光的偏振来最大化布里渊增益 。 但有一天 , 她出现在我的办公室说 , 她观测到了光谱凹陷 , 而不是峰!所以她是第一个观察到这种凹陷的人 。 这一现象引起了我的兴趣 , 因为布里渊收益谱出现凹陷是非常不寻常的 。 我的第一反应是一定是光谱‘烧孔效应’ , 这是激光中众所周知的现象 。 但这个凹陷对偏振存在着高度敏感 。 ”钱黎回忆称 。
此外 , 当泵浦输入和信号偏振平行、或布里渊增益达到最大时 , 都不会产生凹陷 。 而且 , 光谱“烧孔效应”从来不会这么窄 。 所以 , 钱黎认为它不太可能是“烧孔效应” 。
同时 , 她怀疑这与光纤是一种扭曲的双折射光纤有关 , 也与偏振相关的布里渊增益有联系 。 但想深入地研究 , 还需要更多资源 , 而他们当时并不具备 。
事实上 , 调查这种光谱凹陷 , 从来都不是一个被资助的项目 。 几年后 , 钱黎有了一位博士后研究员——来自中国的刘翳博士 , 他在武汉理工大学的部分资助下 , 来到钱黎实验室工作 。
于是 , 钱黎把完全弄清楚这一现象的任务交给了他 。 基于该团队此前在文献中找到的布里渊增益建模工作 , 刘毅通过建立模型去模拟扭转光纤中的布里渊增益 。 但是 , 课题组并没有模拟中得到光谱凹陷 。
提到这里 , 钱黎说:“我们不能通过简单地运行这个模型来找到光谱凹陷 , 因为必须给模型提供泵浦和信号的精确偏振状态 , 才能有机会获得光谱凹陷 。 比如 , 通过扫描整个庞加莱球(偏振空间)来找到正确的发射偏振状态 , 我们试过这样做 , 但是就像大海捞针一样没有结果 。
因此 , 刘翳的后半部分时间 , 主要用于改进实验测量方法 。 之后 , 我们便能观察到亚兆赫兹范围的凹陷 。 他的实验还表明 , 通过调整信号的偏振态 , 可以改变凹陷在光谱中的位置 。 ”
但是 , 最初为什么会出现下降仍然是个谜 。 由于该项目没有资金资助 , 自刘翳离开后就一直被搁置 。 同时 , 钱黎的主要研究领域是量子光学和非线性光学 , 所以这一项目并不具备优先级 。
当来自印度的本科实习生尼尔·乔克西(即本次论文一作兼通讯)出现时 , 钱黎决定让他试着“破解难题” 。 ”当我告诉他 , 这种超窄光谱凹陷是一种世界上没有人能解释的现象时 , 他跃跃欲试 。 他花了6个月的实习时间 , 来学习背景知识和理解此次问题 。 幸运的是 , 一年后他以博士生的身份回到了我的小组 , 并继续研究这个问题 。 ”钱黎说 。
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