利用氣體媒體存儲圖片
氣體存儲圖片時間達到30微秒
以色列的科學家日前稱，他們最近成功地在原子蒸氣上實現了圖像存儲，盡管存儲的時間只有短短的30微秒，但這是人類首次成功地利用氣體充當存儲媒介。
以色列科學家表示，其實這種“光存儲”的概念已經出現了好多年，而且在某些領域可能已得到了應用。此前，羅徹斯特大學已經在圖像的減速和延緩技術的研究方面取得了很大的進展。以色列理工學院受到羅徹斯特大學研究成果的啟發，但更注重了對原子擴散問題的研究。
研究人員首先在一束光脈衝中存儲一幅圖像。當光脈衝遇到原子狀態氣體時，光脈衝被氣體吸收並激活氣體原子。但是，當第二束光柱射向該氣體時，將驅散氣體原子，使氣體形成單一的量子態，並造成第一束光脈衝穿過氣體。這種現象被稱為“電磁感應透明”現象。
物理學家正是利用這種方法來捕獲、存儲和恢復復雜的三維光場。他們在一束光脈衝中將一幅圖片減速到每秒8000米的群速度。這一群速度使得圖片能夠存儲于原子狀態的氣體之中長達數微秒之久。具體的實驗過程是，首先將兩束光線射向一個5釐米長的氣體試管上，該試管中含有52°C的銣氣以及用于隔離作用的氖氣。第一束光脈衝(即包含圖像的光脈衝)只要有一半離開氣體試管，立即關閉第二束光柱，這樣圖像的餘下一半就存儲于氣體之中。在這裡，圖像是以原子的量子態編碼存儲的。30微秒後，再次打開第二束光柱，圖像也隨之恢復。
以色列理工學院的研究人員莫舍-舒克解釋，在存儲期間，整個實驗系統中沒有任何光場。光線攜帶的所有信息被轉換為氣體中所有原子的量子態。如果能夠很容易地檢測出原子的量子態的穩定水平，人們將能夠看到一幅鮮明的“圖像”存在于該氣體之中。由于氣體原子的擴散性，恢復的圖像看起來可能模糊不清，而且信噪比大大降低。為了改進圖像的清晰度，研究人員採用了一種新的技術方法，將由于原子運動造成的圖像模糊化問題減少到最低程度。該技術與移相微影技術有相似之處。研究人員將這些圖像特征的相位轉移180度，這樣那些擴散到圖像線條之間區域的相反相位的原子的振幅將被取消，也就不可能有光線射出而模糊圖像的線條。
氣體存儲圖像的技術，將在圖像處理及相關領域有著廣泛的應用。科學家們預測，利用這種方法將可能存儲更為清晰的圖像，包括即時圖像或電影等數據。當然，這種光存儲技術並不僅僅局限應用于圖像存儲方面，在未來的量子信息發展中，光存儲技術將同樣發揮著重要的作用。最直接的應用就是量子位數據的存儲。
|
