科學家實現(xiàn)光信息轉化為聲音信號

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

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


盡管光信號中的數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)煤芸?，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存儲的電信號。不過，由于會發(fā)熱，人類未來仍然無法利用電子來實現(xiàn)高速信息處理。  
  

在最新的研究中，美國杜克大學的Daniel Gauthier領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(xiàn)象。 


當兩束反向激光沿著一段光纖相互穿過對方時會發(fā)生干涉，強度的變化會導致光纖的伸縮改變，從而產(chǎn)生聲波和聲振動。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，當它們離開光纖后，這些數(shù)據(jù)會留下聲子“烙印”——延遲的聲振動。這時，如果讓一束新的“讀”激光穿過光纖，它會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)。 


進一步的研究表明，這些聲子能夠將數(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)流具有不錯的保真度，光波的波形幾近相同?！闭撐淖髡咧弧⒚绹_徹斯特大學的Robert Boyd教授也指出：“盡管12納秒對人們來說太短了，但與光數(shù)據(jù)的傳輸相比已經(jīng)是相當可觀的時間?！?nbsp;


盡管新的發(fā)現(xiàn)讓人振奮，但也有不盡如人意的地方。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備都無法承受的。不過，Gauthier認為：“將該功率降低到百分之一是非?，F(xiàn)實的，所需要的就是一些時間和金錢?！?nbsp;


Gauthier表示：“我希望全世界更多的科學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(xiàn)行技術整合起來?！?nbsp;