伊利諾伊大學(xué)香檳分校的研究人員提出了一種新型的光學(xué)隔離器，將成為基于芯片的光信息處理的關(guān)鍵器件。該技術(shù)利用光聲相互作用，可用于幾乎任何光子鑄造過(guò)程中，對(duì)光學(xué)計(jì)算和通信系統(tǒng)產(chǎn)生很顯著的影響。 *7MTq_K(An  
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低損耗光隔離器是信號(hào)路由保護(hù)的重要組成部分，但目前它們的芯片規(guī)模集成到光子電路中時(shí)還不能滿足實(shí)用條件。隔離器的功能類(lèi)似于光二極管，讓光只能從一端通過(guò)并阻止它在向相反方向傳輸，Gaurav Bahl說(shuō)，他是伊利諾斯機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院的一名助理教授。“在這項(xiàng)研究中，我們表明，完全的光隔離可以在任何電介質(zhì)波導(dǎo)中實(shí)現(xiàn)，并且實(shí)現(xiàn)方法非常簡(jiǎn)便，無(wú)需使用磁鐵或磁性材料。 78'HE(*  
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理想的光隔離器的關(guān)鍵特性是需要光通過(guò)時(shí)在一個(gè)方向上損耗為零，而其相反方向則完全隔離。理想隔離器帶寬需要很寬，必須是線性的，即光信號(hào)的波長(zhǎng)在通過(guò)該器件時(shí)保持不變，且有獨(dú)立的信號(hào)強(qiáng)度。目前為止最好的方法，實(shí)現(xiàn)光隔離是通過(guò)磁光法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，即在特殊的各向異性材料，如石榴石晶體中實(shí)現(xiàn)。 Y![m'q}K  
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然而由于其制作工藝負(fù)責(zé)，并且在復(fù)雜磁場(chǎng)環(huán)境下?lián)p耗較大，因此這一技術(shù)在芯片級(jí)光電器件中具有極大挑戰(zhàn)。鑒于這一挑戰(zhàn)，研究人員在理論和實(shí)驗(yàn)中嘗試采用無(wú)需相互作用的非磁性的替代技術(shù)。 :oRR1k  
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在上一篇研究中，Bahl研究小組的首次在實(shí)驗(yàn)證明了布里淵散射誘導(dǎo)透明（BSIT）現(xiàn)象的出現(xiàn)，其中光聲耦合可以實(shí)現(xiàn)減速和加速，并實(shí)現(xiàn)光波導(dǎo)中的光的不傳輸。 r334E  
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“這個(gè)發(fā)現(xiàn)的最重要的方面是觀察布里淵散射誘導(dǎo)透明的非互易現(xiàn)象，并產(chǎn)生單向透明度的特性。在相反方向，系統(tǒng)仍然會(huì)吸收光，”Bahl說(shuō)�！斑@種不會(huì)產(chǎn)生相互作用的機(jī)制可用來(lái)制作光隔離器和環(huán)行器，這些器件都是光學(xué)設(shè)計(jì)中不可或缺的�！� 72J@Dc  
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“在本工作中，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明在完全由石英玻璃制作而成的波導(dǎo)諧振腔系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)完全線性光隔離，通過(guò)推動(dòng)布里淵散射誘導(dǎo)透明到強(qiáng)耦合狀態(tài)，并同時(shí)探索通過(guò)光纖傳輸中的向前和向后方向的波導(dǎo)，并在超低損耗的尺度實(shí)現(xiàn)了完全的線性光隔離，”JunHwan Kim說(shuō)，他是一名在讀一個(gè)研究生，且是論文的第一作者，這一研究研究論文已發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》雜志中。 Z)=S. )  
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“實(shí)驗(yàn)中，我們已經(jīng)證明了線性隔離器能夠產(chǎn)生破紀(jì)錄的78.6dB的隔離度，且隔離帶內(nèi)只有1dB的正向插入損耗，”J. Kim補(bǔ)充說(shuō)。這意味著，光傳播的正反傳輸抑制比將近1億倍。我們還演示了動(dòng)態(tài)光傳輸正反向的光分離�！� 3q +C8_:  
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“這一效應(yīng)已在窄帶寬的光中實(shí)現(xiàn)。在未來(lái)，更寬的帶寬隔離也可以實(shí)現(xiàn)，如果波導(dǎo)與諧振都集成在芯片上，可完全消除機(jī)械效應(yīng)，還可精確控制相互作用的模式，”Bahl說(shuō)�！巴ㄟ^(guò)所有光傳輸媒介中的光機(jī)械作用如布里淵散射誘導(dǎo)透明，實(shí)現(xiàn)完全的線性光隔離，而不論其結(jié)晶度或非晶性，材料的能帶結(jié)構(gòu)，磁偏差，或存在增益，這可確保該技術(shù)在幾乎商用光學(xué)材料上應(yīng)用�！� 3{wr*L1%-~  
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由于它不受磁場(chǎng)或射頻的影響，這一技術(shù)對(duì)于芯片級(jí)冷原子系統(tǒng)具有非常大的吸引力，包括光隔離，以及芯片上的無(wú)損耗激光防護(hù)。
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原文來(lái)源：https://phys.org/news/2017-05-near-perfect-optical-isolation-opto-mechanical-transparency.html，實(shí)驗(yàn)幫譯。