科學(xué)家實(shí)現光信息轉化為聲音信號

                              新方法能夠讓光信號變?yōu)槁曊駝?dòng)

本報訊 科學(xué)家一項最新研究表明，一束光線(xiàn)中的信息可以轉化為聲音信號，實(shí)現暫時(shí)的存儲，而后可以重新讀取出原來(lái)的光信號。這項研究成果有望使未來(lái)的計算機處理過(guò)程更有效率。相關(guān)論文發(fā)表在11月14日的《科學(xué)》雜志上。 


盡管光信號中的數據可以傳輸得很快，但是這些信息的處理速度并不能達到這一水平。正因為如此，光信號才被轉化為能夠短時(shí)存儲的電信號。不過(guò)，由于會(huì )發(fā)熱，人類(lèi)未來(lái)仍然無(wú)法利用電子來(lái)實(shí)現高速信息處理。  
  

在最新的研究中，美國杜克大學(xué)的Daniel Gauthier領(lǐng)導的小組研究了另外一種可能性——將光信號轉化為聲音。提出這一方法的是Gauthier的博士后助理研究員Zhaoming Zhu，而他利用的是所謂的“受激布里淵散射”現象。 


當兩束反向激光沿著(zhù)一段光纖相互穿過(guò)對方時(shí)會(huì )發(fā)生干涉，強度的變化會(huì )導致光纖的伸縮改變，從而產(chǎn)生聲波和聲振動(dòng)。Zhu發(fā)現，如果在其中一束激光中加入信息，另一束作為“寫(xiě)”脈沖，當它們離開(kāi)光纖后，這些數據會(huì )留下聲子“烙印”——延遲的聲振動(dòng)。這時(shí)，如果讓一束新的“讀”激光穿過(guò)光纖，它會(huì )被遺留的聲波影響而發(fā)生特定散射，從而“讀出”這些數據，讓聲信息重新回到光波狀態(tài)。 


進(jìn)一步的研究表明，這些聲子能夠將數據保留2納秒至12納秒(1納秒為十億分之一秒)。Gauthier表示：“最棒的地方是重新得到的原始光數據流具有不錯的保真度，光波的波形幾近相同?！闭撐淖髡咧?、美國羅徹斯特大學(xué)的Robert Boyd教授也指出：“盡管12納秒對人們來(lái)說(shuō)太短了，但與光數據的傳輸相比已經(jīng)是相當可觀(guān)的時(shí)間?！?nbsp;


盡管新的發(fā)現讓人振奮，但也有不盡如人意的地方。Gauthier和Boyd發(fā)現，雖然新的方法能夠適用于室溫下現行光纖中，但它需要的能量太大，讀寫(xiě)激光脈沖所需要的功率為100瓦，這是任何類(lèi)型的通訊設備都無(wú)法承受的。不過(guò)，Gauthier認為：“將該功率降低到百分之一是非?，F實(shí)的，所需要的就是一些時(shí)間和金錢(qián)?！?nbsp;


Gauthier表示：“我希望全世界更多的科學(xué)家能夠在此工作的基礎上，提出新的想法……因為室溫下能夠適用的方法較容易與現行技術(shù)整合起來(lái)?！?nbsp;