物理所實現(xiàn)單光子水平的超快全光開關原理性實驗
      近日，中科院物理研究所、北京凝聚態(tài)物理國家實驗室三個研究組通力合作，實現(xiàn)了由弱光控制強光束的超快全光開關的原理性實驗，并將注入光子數(shù)降到單光子水平，在實驗上演示了單光子水平的超快全光開關。該結果發(fā)表于APL 92(2008)151109后，被Nature Photonics，Vol. 2，331 (June 2008) 在Research Highlights中介紹。報道以All-optical switching single-photon power為題，稱中國科研人員實現(xiàn)了單光子弱光束控制強光束的全光開關。

      實現(xiàn)弱光超快光學門光-光放大技術是近年超快時間分辨光譜測量的一個新研究方向，其原理是非線性光參量放大，以一束泵浦激光入射到非線性光學晶體上，如果注入一束弱種子光，弱光將被放大，同時另一共軛光也被放大輸出。該方法可望在多個領域獲得應用，如可把一個弱光的時間分辨測量問題轉變成對強激光的測量問題，實現(xiàn)飛秒時間分辨熒光光譜的測量；也可用于實現(xiàn)全光開關。具有超快特性的全光開關不受傳統(tǒng)的電子開關的時間常數(shù)限制，有望給通訊和信息處理帶來革命性的變革。國際近期研究的前沿之一是以一束弱光控制(開關)一束強光。目前世界上尚未實現(xiàn)單光子水平的弱光控制強光的開關；同時傳統(tǒng)的單光子水平的全光開關多在原子系統(tǒng)實現(xiàn)，一般不具備超快性能和大帶寬特性。

      中科院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室軟物質物理實驗室翁羽翔研究組在國家自然科學基金委的支持下開展了相干/非相干弱光的飛秒光學門光-光放大研究，完成了非相干熒光光子在150飛秒時間門內(受激光脈寬限制)非相干光-光放大增益為106， 探測極限為15個光子等系列工作。在上述工作的基礎上，表面實驗室趙繼民提出用非線性晶體里三波混頻光參量放大的機制實現(xiàn)超快全光開關的設想，并和光物理實驗室吳令安研究組一起開展合作研究。