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光信號(hào)可轉(zhuǎn)化為可逆的“聲音”

發(fā)布時(shí)間:2007-12-20 作者: 來源: 瀏覽:637

      科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究表明,一束光線中的信息可以轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào),實(shí)現(xiàn)暫時(shí)的存儲(chǔ),而后可以重新讀取出原來的光信號(hào)。這項(xiàng)研究成果有望使未來的計(jì)算機(jī)處理過程更有效率。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(hào)中的數(shù)據(jù)可以傳輸很快,但是這些信息的處理速度并不能達(dá)到這一水平。  
  
      正因?yàn)槿绱?,光信?hào)才被轉(zhuǎn)化為能夠短時(shí)存儲(chǔ)的電信號(hào)。不過,由于會(huì)發(fā)熱,人類未來仍然無法利用電子來實(shí)現(xiàn)高速信息處理。 
  
      在最新的研究中,美國(guó)杜克大學(xué)的Daniel Gauthier領(lǐng)導(dǎo)的小組研究了另外一種可能性??將光信號(hào)轉(zhuǎn)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”(stimulated Brillouin scattering)現(xiàn)象。 
  
      當(dāng)兩束反向激光沿著一段光纖相互穿過對(duì)方時(shí)會(huì)發(fā)生干涉,強(qiáng)度的變化會(huì)導(dǎo)致光纖的伸縮改變,從而產(chǎn)生聲波和聲振動(dòng)。Zhu發(fā)現(xiàn),如果在其中一束激光中加入信息,另一束作為“寫”脈沖,當(dāng)它們離開光纖后,這些數(shù)據(jù)會(huì)留下聲子(phonon)“烙印”??延遲的聲振動(dòng)。這時(shí),如果讓一束新的“讀”激光穿過光纖,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(shù)據(jù),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?qū)?shù)據(jù)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(shù)據(jù)流具有不錯(cuò)的保真度,光波的波形幾近相同。”論文作者之一、美國(guó)羅徹斯特大學(xué)的Robert Boyd教授也指出,“盡管12納秒對(duì)人們來說太短了,但與光數(shù)據(jù)的傳輸相比已經(jīng)是相當(dāng)可觀的時(shí)間?!?nbsp;
  
      盡管新的發(fā)現(xiàn)讓人振奮,但也有不盡人意的地方。Gauthier和Boyd發(fā)現(xiàn),雖然新的方法能夠適用于室溫下、現(xiàn)行光纖中,但它需要的能量太大,讀寫激光脈沖所需要的功率為100瓦,這是任何類型的通訊設(shè)備都無法承受的。不過,Gauthier認(rèn)為,“將該功率降低到百分之一是非?,F(xiàn)實(shí)的,所需要的就是一些時(shí)間和金錢。” 
  
      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(chǔ)上,提出新的想法……因?yàn)槭覝叵履軌蜻m用的方法較容易與現(xiàn)行技術(shù)整合起來?!?/P>

 

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