中科大郭光燦團隊首次在非線性過程中觀測到光學前驅波

　　中國科學技術大學郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室史保森教授研究小組，首次在非線性過程中觀測到光學前驅波的產生。該工作對深入研究光脈沖在非線性介質中的傳播行為具有重要意義。研究成果3月3日發表在國際物理學權威期刊《物理評論快報》上。

　　1914年著名物理學家索末菲和布里淵從理論上開始研究光脈沖的邊緣部分在介質中的傳播行為，指出邊緣部分所引導的這一段瞬態光場稱為光前驅，介質對其無法響應。一般的介質對一個光脈沖都有一個響應的頻譜范圍，與介質共振的光脈沖部分在介質中傳播時會被吸收或者被延遲，而與遠離介質共振的光脈沖部分會透射過去。當光脈沖的頻譜寬度大于介質的線性吸收帶寬時會出現一個光學現象：光脈沖的低頻部分會被吸收或延遲，而高頻部分會直接透射過去，形成光前驅波。最近的實驗表明，光前驅波可以在線性過程觀測到，但在非線性過程中能否觀測到前驅波尚無任何報道。

　　史保森教授研究小組將磁光阱中制備出的二維冷原子團作為非線性介質，通過非線性過程產生出新的光脈沖。該脈沖的低頻成分被原子吸收，而高頻部分直接透射出去形成光前驅波，從而在非線性過程中首次觀測到光前驅波，并實現了對所產生光前驅波的光學存儲。

　　史保森表示，該工作從理論和實驗兩方面系統研究了前驅波的產生、存儲與輸入光脈沖形狀的關系，理論預言和實驗結果高度吻合，有助于深入理解光脈沖與物質相互作用的物理機理。