让光线“改头换面”?这项科技人类做到了!

链科技小编今日要为大家介绍一个物理学概念——光线。光线,它是一种几何的抽象概念,表示的是光传播方向的直线,因为在现实世界中并不可能真正得到一条光线,所以口语中所说的光线大多指的是光源所辐射的光。


让光线“改头换面”?这项科技人类做到了!


在光线的各种特性当中,有一种被称为光线的“互易性”,即光在时间反演不变的系统中传播,从一个方向入射和透射的光与从反方向入射和透射的光相同。

如果想要实现对光线的任意操控,那么就需要改变光线原来的“面貌”,这就必须先破坏光的互易性。在以往的研究中,科学家们通常需要借助光学的非线性系统或者氧化镝等磁光介质以实现对光线的“改头换面”,但是如此一来构成的非线性系统以及磁光材料的局限性便极大的限制了相关研究的发展。

除此之外,“宇称—时间”(PT)对称光学开放系统虽然可以实现光的非互易性反射,但是还无法实现光的非互易性透射。


让光线“改头换面”?这项科技人类做到了!


日前,天津大学物理科学学院一研究团队利用单向破坏性干涉展现出的独特非对称性,首次实现了光线不依赖入射方向的光波传播以及单向激光发射,让光线彻底的“改头换面”。

据了解,目前该研究已经得到了国家自然科学基金以及天津市自然科学基金的资助,相关研究成果发表在新一期物理学期刊《物理评论快报》上。

在本次研究中,研究团队借助单腔边耦合的谐振腔阵列重新设计了“阿哈罗诺夫—玻姆”干涉仪,利用合成磁实现了入射光波的单向破坏性干涉。

经实验结果显示,当波从相反方向入射时,出射波相位的对称性被破坏;当边耦合腔中引入耗散或者增益,还可以破坏出射波几率的对称,如此光的互易性就彻底被破坏。


让光线“改头换面”?这项科技人类做到了!


链科技小编了解到,本次研究的单向破坏干涉还具有双向无反射特性,使光的设计调制和操控改变更加便利,可以十分方便的应用于光学集成器件,为新型隔离器、吸收器等光操控器件以及新型激光器的设计提供了全新的思路,更为新一代设备的问世奠定了技术基础。

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