光回波的时态控制

  帕德伯恩大学、多特蒙德技术大学和维尔茨堡大学的科学家首次使用激光脉冲精确控制光子回波，当光波相互叠加时，光子回波就可能发生。研究结果现已发表在科学期刊《通信物理学》上。

  帕德伯恩大学的斯托斯滕·迈尔教授说，"进入森林，类似的回声会回来"，或者'因果循環'不仅是德国著名的谚语，而且从字面上讲也是如此。当声波反射时，结果会发出回声。但是，它到底何时回来取决于森林，但首先取决于出聲者和反射位置之间的距离。试想一下，你也可以調控回声何時回到你耳裡。

  一组科学家现在为光信号实现了这一结果：科学家们找到了一种以低于秒精度控制半导体量子点发射的光子回波的方法。迈尔解释说："光学回声与传统声学回声有些不同，因为它们不是由波的反射产生的，而是通过非线性光学过程产生的。两个短激光脉冲发送到一个样本：第一个表示信号，第二个表示森林。这提供了反射。当这些脉冲的滞后时间加倍时，暴露在光中的系统会发出新的光脉冲，光子回波。

  利用进一步的控制脉冲，研究人员能够在皮秒范围内（即10-12秒）控制这种光子回波，从而将光子回波延迟到所需的时间点。这种控制对于纳米光子在多个光学系统需要彼此精确同步的电路特别相关。

  对该效应的理论预测是在 Torsten Meier教授的研究小组中发展起来的。一大挑战是实验实施，这是由多特蒙德技术大学的伊利亚·阿基莫夫教授领导的研究小组："光学回波的时空控制是一种高度动态的效果，控制脉冲几乎使系统時間暂停，"帕德伯恩的博士生亨德里克·罗斯说。多特蒙德技术大学的博士生亚历山大·科萨列夫补充道："这种效应最近被理论预测，为操纵半导体系统的光发射提供了成功实验实施的大量可能性。

  使用的样品是在斯文·赫弗林教授的研究小组中生产的。基于第一个演示，科学家现在希望优化效果，例如，通过增加时滞。这一现象将进一步开发，用于光子量子技术领域的新应用，这是帕德伯恩大学光子量子系统研究所（PhoQS）的密集研究课题。

更多信息：亚历山大·科萨列夫等人。精确的光子回波定时，通过光学冻结在量子点中消耗和重法，通信物理学 （2020）DOI:10.1038/s42005-020-00491-2

由帕德伯恩大学APA引文提供：光回波的时态控制（2020年，12月15日）检索到2020年12月18日

https://phys.org/news/2020-12-temporal-echoes.html