要讓一根光纖只向一個方向傳導光，方法已經(jīng)不止一種。最近，美國伊利諾伊大學厄本那-香檳分校研究人員首次實驗證明了用布 里淵散射引致透明(BSIT)可以實現(xiàn)這種效果，BSIT效應允許光向前傳播，而向后傳播的光被強烈吸收，還可以讓光纖中的光加快、減慢甚至停止。這種非 交互的性質是構建絕緣器和環(huán)形器的基本條件，也是光學設計中必不可少的工具之一。相關論文發(fā)表在最近的《自然·物理學》雜志上。

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

在入射光功率不高的情況下，光纖材料分子的布朗運動會產(chǎn)生聲學噪聲。布里淵-曼德爾斯塔姆散射最早發(fā)現(xiàn)于上世紀20年代初，是光波和聲波通過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、伊利諾伊大學研究生金允煥(音譯)說。

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

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

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