微諧振器（名詞解釋?zhuān)┦切⌒筒ＡЫY(jié)構(gòu)。光可以在其中循環(huán)并增強(qiáng)強(qiáng)度。但是由于材料缺陷，一些光會(huì)向后反射，這會(huì)干擾它們的功能。

為了減少不必要的反向散射（名詞解釋?zhuān)?，英?guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室的研究人員展示了一種抑制反向散射的新技術(shù)。他們發(fā)現(xiàn)該技術(shù)可以幫助改善基于微諧振器的各種應(yīng)用，從諸如無(wú)人機(jī)中用于測(cè)量的傳感技術(shù)，到光纖網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)中的光學(xué)信息處理。

該研究成果以“Coherent suppression of backscattering in optical microresonators”為題發(fā)表在Light: Science & Applications。 視頻：研究人員在該視頻中詳細(xì)的介紹了減少反向散射的研究 來(lái)源：英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室 這項(xiàng)技術(shù)的靈感來(lái)源于“降噪耳機(jī)”：主動(dòng)降噪耳機(jī)的原理是播放異相聲音以消除不希望的背景噪聲。而對(duì)于諧振腔中的光學(xué)模式，可以類(lèi)似的利用異相的光學(xué)擾動(dòng)來(lái)抑制反向散射，也就是：引入異相光以抵消反向的反射光。 為了產(chǎn)生異相光，研究人員將尖銳的金屬尖端靠近微諧振器表面放置。與固有缺陷一樣，尖端的存在也會(huì)導(dǎo)致回音壁諧振腔內(nèi)光的反向散射。但是，這種擾動(dòng)與固有散射有一個(gè)重要的區(qū)別：它可以通過(guò)控制尖端的位置來(lái)選擇反射光的相位。

通過(guò)引入這個(gè)額外的散射體，可以減少總的反向散射。與固有的反向散射相比，破紀(jì)錄的減少了30多分貝，換句話(huà)說(shuō)，該方法將反向散射減少到千分之一的水平。 其實(shí)驗(yàn)原理是 ：諧振腔的材料、形狀等因素會(huì)產(chǎn)生固有的反向散射（圖2左），實(shí)驗(yàn)中人為引入角度可控的散射體來(lái)抑制固有散射體產(chǎn)生的影響（圖2右）。

圖2 利用人為散射體減少反向散射的原理圖 圖源：Light: Science & Applications 圖譯：Hector（撰稿人）

這種方法可以完全控制微諧振腔中有效反向散射的幅度和相位，在本實(shí)驗(yàn)中，研究人員實(shí)現(xiàn)了將其減小為低于可分辨頻率分裂水平的數(shù)量級(jí)。 該方法依賴(lài)于人為散射體的位置，以使固有的和散射體誘導(dǎo)的反向傳播場(chǎng)產(chǎn)生相消干涉。這項(xiàng)技術(shù)在微諧振器應(yīng)用中很有潛力，包括：基于對(duì)稱(chēng)破缺（symmetry breaking）的傳感或非互易（non-reciprocal）系統(tǒng)，以及光機(jī)械學(xué)應(yīng)用、激光陀螺儀和雙頻梳等。 此外，在集成光子電路中，反向散射可能會(huì)對(duì)激光源或其他組件的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響，這項(xiàng)技術(shù)可以?xún)?yōu)化光纖網(wǎng)絡(luò)中的光學(xué)信息處理和光學(xué)計(jì)算。

原文標(biāo)題：光的“降噪”：抑制光的反向散射

文章出處：【微信公眾號(hào)：中科院半導(dǎo)體所】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq