科學(xué)家實(shí)現(xiàn)光信息轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)

                              新方法能夠讓光信號(hào)變?yōu)槁曊駝?dòng)

本報(bào)訊 科學(xué)家一項(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(lái)的光信號(hào)。這項(xiàng)研究成果有望使未來(lái)的計(jì)算機(jī)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(hào)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(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(guò)，由于會(huì)發(fā)熱，人類未來(lái)仍然無(wú)法利用電子來(lái)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”現(xiàn)象。 


當(dāng)兩束反向激光沿著一段光纖相互穿過(guò)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(xiě)”脈沖，當(dāng)它們離開(kāi)光纖后，這些數(shù)據(jù)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(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?！闭撐淖髡咧弧⒚绹?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(lái)說(shuō)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(xiě)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(wú)法承受的。不過(guò)，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(lái)?！?nbsp;