Negative group velocity in the absence of absorption resonance.
Negative group velocity in the absence of absorption resonance.
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无吸收共振时的负群速度
DOI：
10.1038/srep01628
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发表时间：
2013
影响因子：
4.6
通讯作者：
Ran, Lixin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ye, Dexin;Zheng, Guoan;Wang, Jingyu;Wang, Zhiyu;Qiao, Shan;Huangfu, Jiangtao;Ran, Lixin
洛伦兹介质在共振吸收区具有反常的色散行为，这一点已为科学界所公认。为了满足Krammers-Kronig关系，这样的异常区域必须伴随着显著的损耗，因此，在该区域中的负群速度的实验观测通常需要增益辅助的方法。在这封信中，我们证明了负的群速度也可以观察到吸收共振的情况下。我们表明，被动单轴洛伦兹介质的k-表面发生等离子体频率附近的失真。这一过程产生了一个异常的色散带宽，是远离吸收共振区，并使负群速度在等离子体频率带的观察。以可控的方式引入反常色散将极大地有利于超快光子学的研究，并在光延迟线、光数据存储和量子信息处理器件中找到潜在的应用。
Scientific community has well recognized that a Lorentzian medium exhibits anomalous dispersion behavior in its resonance absorption region. To satisfy the Krammers-Kronig relation, such an anomalous region has to be accompanied with significant loss, and thus, experimental observations of negative group velocity in this region generally require a gain-assisted approach. In this letter, we demonstrate that the negative group velocity can also be observed in the absence of absorption resonance. We show that the k-surface of a passive uniaxial Lorentzian medium undergoes a distortion near the plasma frequency. This process yields an anomalous dispersion bandwidth that is far away from the absorption resonance region, and enables the observation of negative group velocity at the plasma frequency band. Introducing anomalous dispersion in a well-controlled manner would greatly benefit the research of ultrafast photonics and find potential applications in optical delay lines, optical data storage and devices for quantum information processing.
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