微諧振器（名詞解釋）是小型玻璃結構。光可以在其中循環并增強強度。但是由于材料缺陷，一些光會向后反射，這會干擾它們的功能。

為了減少不必要的反向散射（名詞解釋），英國國家物理實驗室的研究人員展示了一種抑制反向散射的新技術。他們發現該技術可以幫助改善基于微諧振器的各種應用，從諸如無人機中用于測量的傳感技術，到光纖網絡和計算機中的光學信息處理。

該研究成果以“Coherent suppression of backscattering in optical microresonators”為題發表在Light: Science & Applications。 視頻：研究人員在該視頻中詳細的介紹了減少反向散射的研究 來源：英國國家物理實驗室 這項技術的靈感來源于“降噪耳機”：主動降噪耳機的原理是播放異相聲音以消除不希望的背景噪聲。而對于諧振腔中的光學模式，可以類似的利用異相的光學擾動來抑制反向散射，也就是：引入異相光以抵消反向的反射光。 為了產生異相光，研究人員將尖銳的金屬尖端靠近微諧振器表面放置。與固有缺陷一樣，尖端的存在也會導致回音壁諧振腔內光的反向散射。但是，這種擾動與固有散射有一個重要的區別：它可以通過控制尖端的位置來選擇反射光的相位。

通過引入這個額外的散射體，可以減少總的反向散射。與固有的反向散射相比，破紀錄的減少了30多分貝，換句話說，該方法將反向散射減少到千分之一的水平。 其實驗原理是 ：諧振腔的材料、形狀等因素會產生固有的反向散射（圖2左），實驗中人為引入角度可控的散射體來抑制固有散射體產生的影響（圖2右）。

圖2 利用人為散射體減少反向散射的原理圖 圖源：Light: Science & Applications 圖譯：Hector（撰稿人）

這種方法可以完全控制微諧振腔中有效反向散射的幅度和相位，在本實驗中，研究人員實現了將其減小為低于可分辨頻率分裂水平的數量級。 該方法依賴于人為散射體的位置，以使固有的和散射體誘導的反向傳播場產生相消干涉。這項技術在微諧振器應用中很有潛力，包括：基于對稱破缺（symmetry breaking）的傳感或非互易（non-reciprocal）系統，以及光機械學應用、激光陀螺儀和雙頻梳等。 此外，在集成光子電路中，反向散射可能會對激光源或其他組件的穩定性產生負面影響，這項技術可以優化光纖網絡中的光學信息處理和光學計算。

原文標題：光的“降噪”：抑制光的反向散射

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