我科學(xué)家首次在光波波段發(fā)現逆多普勒效應

　　隱形斗篷這一科幻技術(shù)未來(lái)將可能成為現實(shí)，宇宙大爆炸和中宇宙膨脹現象有可能得到顛覆性的解讀。上海理工大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科團隊首次在負折射光子晶體中觀(guān)察到了光波波段逆多普勒頻移的物理現象，并在最新出版的《自然·光子學(xué)》上刊出該研究成果。這是世界上首次在光學(xué)領(lǐng)域證實(shí)多普勒效應的逆轉，將在天文學(xué)、醫學(xué)、微電子工業(yè)等方面得到應用。

　　多普勒效應是指當觀(guān)察者和光波源之間存在著(zhù)相對移動(dòng)時(shí)，光波的頻率會(huì )發(fā)生改變的現象。當物體光源和觀(guān)察者距離不斷靠近時(shí)，光頻率增高顏色變藍，反之則變紅。而多普勒效應逆轉則說(shuō)明當光源和觀(guān)察者距離不斷靠近時(shí)，光頻率不增高反而降低，光頻率從藍色波長(cháng)減小至紅色波長(cháng)。

　　這一效應最早由前蘇聯(lián)物理學(xué)家在1968年作出理論預言，但一直未得到實(shí)驗證實(shí)。上海理工大學(xué)上海市現代光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室在莊松林院士領(lǐng)導參與下，由陳家璧教授率領(lǐng)的科研組成功逆轉了這種在自然條件下無(wú)法發(fā)生的效應。

　　研究人員通過(guò)用硅研制出一種人造納米結構的晶體——被稱(chēng)為“光子晶體”的物質(zhì)來(lái)實(shí)現負折射率。通過(guò)向這個(gè)獨特的光子晶體“超級棱鏡”發(fā)射激光束，并且改變“超級棱鏡”與探測器間的距離，成功創(chuàng )造了多普勒效應逆轉現象。同時(shí)，該實(shí)驗最終得到的光子晶體折射棱鏡，其微米量級刻蝕深寬比達到了25:1，這意味著(zhù)將1億根直徑為頭發(fā)絲三十五分之一、長(cháng)度50微米的硅介質(zhì)圓柱整齊排列，刻劃在硅片上。

　　逆多普勒效應將推動(dòng)如隱形斗篷等科幻技術(shù)未來(lái)的發(fā)展，其成為現實(shí)的速度可能會(huì )超過(guò)大部分人的想象。