光场单向放大研究取得新进展

华东理工大学的龚尚青教授、牛跃平教授和新加坡国立大学的龚教授在光场单向放大的研究领域取得了新的进展。相关的研究结果最近发表在《物理评论快报》上。

由于光在普通介质中的双向传输是可逆的，即向左传播和向右传播是可逆的，所以光的放大通常也是可逆的。然而，在光通信和光信息处理的过程中，经常需要光的单向放大来抑制噪声。据报道，目前只有两个研究团队利用腔光学力系统，通过光波带实验实现了光场的单向放大，该方案依赖于高质量光学腔的制备和调节。

通过巧妙的设计，该团队将原子热运动引起的多普勒效应与拉曼增益相结合，提出了一种在*空间实现光波波段单向放大的原始方案，并通过实验进行了验证。当信号光和控制光以相同的方向(正向)传输时，它们感受到的多普勒效应与控制光场相同，并且信号光可以通过而不被吸收。在泵浦光场的作用下，增益通道打开，信号光迅速放大。相反，信号光被强烈吸收。

该团队在铷原子气体中完成了相关实验，获得了26dB的正向放大和30dB的反向隔离，这是迄今为止报道的最高实验指标。

专家表示，该方案具有常温工作、设备简单、易于控制、小型化和集成化等优点。

相关论文信息:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.033902