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( 四 ) “1922年

这时，他们已经明白这样一件事：必须放弃寻找正确极化状态的“蛮力” ，真正需要做的是寻找正确的发射极化状态。
于是，他们开始研究索尔克滤光器。这是一种双折射滤光器，由位于两个偏振器之间的旋转双折射板组成。而旋转双折射板是一个离散版本的连续保圆纤维，会受到偏振损耗、以及模拟偏振相关增益的影响。
可惜的是，索尔克滤光器模型并没有产生一个狭窄的光谱凹陷。相反，具有等效双折射特性和光纤长度的索尔克滤光器的光谱特征，会产生大约10GHz的光谱特征，比凹陷频率高出大约5个数量级。
其原因在于，缺乏作为正反馈机制的增益。换句话说，他们并不能使用偏振依赖的损耗，来模拟偏振依赖增益。于是，其又回到保圆光纤的布里渊增益模型。
当尼尔·乔克西采用旋转参考系，对保圆光纤进行建模时，研究终于取得突破。他发现在该旋转参考系中，本征模没有沿光纤变化。这时钱黎意识到，如果泵浦和信号以正交偏振本征态发射，它们将在整个光纤中保持正交。
值得注意的是，泵浦和信号在光纤中是对向传播的。一般来说，它们的偏振正交性不能在整个光纤中得到保证。对于泵浦和信号来说，以正交本征态进行发射，是它们始终保持这种正交性的关键。
这也能解释为何在光谱凹陷处几乎没有增益。那么，在偏振依赖增益的影响下，本征模的频率依赖性，是否会带来超窄光谱形状？尼尔·乔克西的模拟表明答案是肯定的，这说明他们终于解决了这个谜团！
而在建模和实验验证中，仍有很多细节得处理。通过进一步研究后他们还发现，该纤维必须是“金发姑娘”纤维，即只有同时具备均衡双折射特性和扭曲量，才能使这种凹陷变得显著。
另外，在审稿人的建议下，该团队进行了进一步的实验调查，以证明此次观察到的布里渊增益是各向同性的，并消除了对“光谱烧孔效应”作为替代解释的任何可能性。
接下来，钱黎打算以一种原理性证明的方式，演示验证上面提到的一些应用。她还表示，即使在一个被认为是、经过充分研究和确立的课题下，仍有许多“未解之谜” ，布里渊散射便是一个例子。
同时，意识到一个新现象、并坚持不懈地寻找背后原因，这也非常重要。她说：“我知道固体材料中的超窄光谱特征是特别不寻常的。所以，投入时间和资源来弄清楚它产生的原因和机制是值得的，尽管我从来没有因为这个项目获得过任何正式的资金。
而激励有动力的学生也很重要。仍然记得，当我向尼尔·乔克西提到，这是一种地球上没有人能解释的现象时，他眼睛里散发出的光芒。我认为，是他内心强烈的动力让他度过了期间的困难时刻。而他的坚持和毅力最终赢得了胜利。 ”
支持：王贝贝
参考资料：
1.Choksi,N.,Liu,Y.,Ghasemi,R.etal.Sub-megahertzspectraldipinaresonator-freetwistedgainmedium.Nat.Photon.16,498–504(2022).https://doi.org/10.1038/s41566-022-01015-w返回搜狐，查看更多
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