BSIT效應(yīng)產(chǎn)生慢光、快光和單向封鎖光。（圖中紅色減慢，藍(lán)色加快，黃色顯示封鎖效應(yīng)）

要讓一根光纖只向一個(gè)方向傳導(dǎo)光，方法已經(jīng)不止一種。最近，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校研究人員首次實(shí)驗(yàn)證明了用布里淵散射引致透明（BSIT）可以實(shí)現(xiàn)這種效果，BSIT效應(yīng)允許光向前傳播，而向后傳播的光被強(qiáng)烈吸收，還可以讓光纖中的光加快、減慢甚至停止。這種非交互的性質(zhì)是構(gòu)建絕緣器和環(huán)形器的基本條件，也是光學(xué)設(shè)計(jì)中必不可少的工具之一。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《自然·物理學(xué)》雜志上。

在入射光功率不高的情況下，光纖材料分子的布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生聲學(xué)噪聲。布里淵-曼德爾斯塔姆散射最早發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)20年代初，是光波和聲波通過(guò)光纖材料的電致伸縮光壓耦合在一起，并發(fā)生聲光散射。“BSIT背后的基本物理過(guò)程存在于所有固體、液體、氣體甚至等離子體中。”論文第一作者、伊利諾伊大學(xué)研究生金允煥（音譯）說(shuō)。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月29日（北京時(shí)間）報(bào)道，研究人員實(shí)驗(yàn)演示BSIT現(xiàn)象的工具很簡(jiǎn)單，只是玻璃光纖和旁邊的玻璃環(huán)。“用一個(gè)微共振器（小玻璃環(huán)），把它和光纖靠得非常近時(shí)，能將其中特定波長(zhǎng)的光吸收。”伊利諾伊大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程副教授高拉夫·巴爾說(shuō)，“而通過(guò)BSIT效應(yīng)能消除這種不透明，比如在旁邊加一束特定波長(zhǎng)的激光，能讓系統(tǒng)再次變透明。這是一種以前從未見過(guò)的新物理過(guò)程。最重要的是我們發(fā)現(xiàn)，BSIT是一種非交互性現(xiàn)象——只能在一個(gè)方向引致透明，而在另一個(gè)方向，系統(tǒng)仍然會(huì)吸收光。”

在大部分聲學(xué)、電磁學(xué)和熱力學(xué)中，反演對(duì)稱性（如交互性）是一項(xiàng)基本原則。在一些特殊設(shè)備應(yīng)用中，工程師經(jīng)常要用各種技巧來(lái)打破交互性。現(xiàn)有的非交互性光學(xué)器件如絕緣器和循環(huán)器，通過(guò)磁場(chǎng)打破交互性。而在芯片尺度上產(chǎn)生磁場(chǎng)的材料很難制造，在一些系統(tǒng)中，磁場(chǎng)也是一種干擾源。

“我們已經(jīng)證明了一種不用磁鐵也能獲得線性光學(xué)非交互性的方法，在任何普通的光學(xué)材料系統(tǒng)中都能實(shí)現(xiàn)，目前的任何商業(yè)光學(xué)工廠都能使用。”巴爾說(shuō)，目前的布里淵絕緣器是非線性設(shè)備，還需要過(guò)濾散射光，而BSIT是一種線性的非交互機(jī)制。BSIT還能加快和減慢光的波群速度，物理學(xué)家稱之為“快”光和“慢”光。“慢”光技術(shù)對(duì)量子信息存儲(chǔ)和光緩存器設(shè)備極為有用。將來(lái)有一天，這種緩存器有望并入量子計(jì)算機(jī)。