基于光纤快慢光的时间隐身的研究

Recently conception of time cloak (TL) opened a new surprising and interesting technology in the study of optics physics. It has a very important application prospect in strengthen security of communication and is widely concerned. The key in time cloak technology is the time and speed control of light signal transmission with precision, in which fast and slow light in the optical fiber has unique advantages and good performce. This project will propose a new time closk scheme with an accurate control of the light signal speed based on stimulated Brillouin scattering in optical fibers and realize all optical control of the time gap.Lossless fast light will be demonstrated experimentally by using Brillouin lasing oscillation cavity to avoid the limit of time gap. The key technology of time gap with nanosecond magnitude will be our research focus in order to realize all kinds of signalcloak operation with devices such as modulator.Also, this project will study new approaches and physical limiting factors of the time cloak and anicloak technology. Advanced fast/slow technique in optical fiber will bring new method and technology for time cloak.

时间隐身是光物理研究中一项令人惊奇的新概念和新技术，在通信安全等方面有着重要的应用前景。时间隐身的关键核心在于光信号传输时间速度的精确操控与配合，而光纤快慢光技术在此方面有着得天独厚的优势，时间隐身将为光纤通信系统带来崭新的应用平台。项目拟利用我们基于光纤受激布里渊散射的快慢光的系列性成果，提出准确调控光信号的传输速度与时间，并实现大时间间隙的全光控制。并利用布里渊振荡腔技术实现低损耗快光，避免快光信号强烈衰减对时间空隙的限制。重点突破纳秒量级以上的时间间隙的新途径和技术关键，这一量级的时间间隙可以容许加入调制器等光器件进行各种信号的隐身操作，并系统研究真实信号的隐身和反隐身技术的新途径及其物理限制因素。相信日臻成熟的光纤快慢光技术必将为时间隐身这一新颖思想带来全新的技术手段和新的应用。

时间隐身是一种全新的光信号处理方法和技术，在通信安全等方面有着重要的应用前景。其关键在于通过光信号传输时间或速度的精确操控形成一个时间间隙。当前实验得到的最大时间隐身间隙在50ps左右，但这对于实际应用中如调制器等需要至少纳秒级别的事件是不够的。本项目，我们提出基于光纤Mach- Zehnder干涉仪中快慢光效应的时间隐身技术。研究了其强度透射谱中心频率附近的快慢光现象，并利用这一效应实现纳秒量级的时间隐身。实验证实，在传输函数最低点处会使350MHz信号光产生最大的时域延迟或提前量，形成了一个约2.4ns的时间间隙，在这个时间间隙内的事件和信号隐身。这种新时间隐身机制具有结构简单、时间间隙大的特点，并且易于集成和级联以获得更大的时间隐身间隙。此外，还提出了基于大啁啾光纤光栅正反色散形成的时间间隙新方案，也可以形成1ns间隙的时间隐身。其隐身和反隐身行为和机制也进行了分析研究。为形成大时间间隙，项目还研究了多种信号传输时间大提前/延迟量的快慢光方法。.项目执行期间，发表相关SCI论文25篇，国际会议特邀报告2次。项目全面达到预期的研究目标。