中科大郭光灿团队首次在非线性过程中观测到光学前驱波

　　中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室史保森教授研究小组，首次在非线性过程中观测到光学前驱波的产生。该工作对深入研究光脉冲在非线性介质中的传播行为具有重要意义。研究成果3月3日发表在国际物理学权威期刊《物理评论快报》上。

　　1914年著名物理学家索末菲和布里渊从理论上开始研究光脉冲的边缘部分在介质中的传播行为，指出边缘部分所引导的这一段瞬态光场称为光前驱，介质对其无法响应。一般的介质对一个光脉冲都有一个响应的频谱范围，与介质共振的光脉冲部分在介质中传播时会被吸收或者被延迟，而与远离介质共振的光脉冲部分会透射过去。当光脉冲的频谱宽度大于介质的线性吸收带宽时会出现一个光学现象：光脉冲的低频部分会被吸收或延迟，而高频部分会直接透射过去，形成光前驱波。最近的实验表明，光前驱波可以在线性过程观测到，但在非线性过程中能否观测到前驱波尚无任何报道。

　　史保森教授研究小组将磁光阱中制备出的二维冷原子团作为非线性介质，通过非线性过程产生出新的光脉冲。该脉冲的低频成分被原子吸收，而高频部分直接透射出去形成光前驱波，从而在非线性过程中首次观测到光前驱波，并实现了对所产生光前驱波的光学存储。

　　史保森表示，该工作从理论和实验两方面系统研究了前驱波的产生、存储与输入光脉冲形状的关系，理论预言和实验结果高度吻合，有助于深入理解光脉冲与物质相互作用的物理机理。