什麼是「慢光」（slow light），實現「慢光」有什麼用？
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慢光顧名思義就是使光變慢。光有相速度和羣速度（通常可認為能量傳播的速度）。慢光是指使光的能量傳播速度變慢。
實現慢光有很多方法，比如採用波色愛因斯坦凝聚、電磁感應透明（electromagnetically induced transparency）以及光子晶體等。下面重點講講怎麼用光子晶體來實現慢光效應。
光子晶體的光學特性通常通過色散曲線來表徵。色散曲線是光子動量和能量（即頻率）的關係曲線。光子的羣速度或者能量傳播速度是由色散曲線的斜率決定的，即光子的傳播速度跟斜率成正比。所以我們可以通過設計光子晶體來改變色散曲線的斜率實現慢光效應。
圖1右邊子圖中，在色散曲線中間位置，色散曲線的斜率為零，這樣就可以實現極低的光子傳播速度。圖2顯示光子穿過光子晶體時，能量速度極大地降低了。
圖1、光子晶體及其色散曲線。
圖2、光子穿過光子晶體時，能量速度會極大的降低。 慢光有什麼用？
首先，降低光的能量速度可以使光子充分跟物質相互作用，這樣可以增強一些非線性效應。其次，由於色散曲線比較平，那麼很小的頻率變化也會引起很大的光子動量的變化，所以可以做成比較靈敏的光學開關。最後，慢光效應使光的能量速度減慢，可以起到儲存光子的作用（目前採用波色愛因斯坦凝聚的方法可以使光的能量速度降低到17米每秒），這在量子光學晶元中具有重要的作用。
以上。
參考文獻
1、Krauss, Thomas F. "Why do we need slow light?."Nature Photonics2.8 (2008): 448.
2、Baba, Toshihiko. "Slow light in photonic crystals."Nature photonics2.8 (2008): 465.
快慢光（fast and slow light，superluminal and subluminal pulse propagation）在量子光學界曾經是一個很火的熱點。就我個人的觀點來說，我更傾向於認為快慢光是一種對脈衝光的調控技術。
P. S. 以前研究過這個問題，先把核心問題寫一下，以後有時間可以補充一些別的材料。
一般我們所說的光速是指單色平面電磁波的相速度，即相位等於某一個特定值的點的傳播速度。所有頻率的平面波在真空中的相速度都是
，但是在介質中的相速度卻依賴於平面波的頻率：
（折射率
是頻率
的函數，這一現象稱之為色散）。一般來說，
，所以
，但是這是再通常不過的現象了，當然是不是我們討論的慢光。
快慢光技術中所指的光速卻不是相速度，而是羣速度。這是因為快慢光技術的研究對象是脈衝光在各種介質中的傳播，而脈衝光可以認為是由很多頻率不同的平面波疊加而成的，無法定義嚴格意義上的相速度，卻可以定義羣速度。一般來說，我們可以認為脈衝光的羣速度是該脈衝光整體向前傳播的速度，也可以粗略地認為是該脈衝光的峯值點傳播的速度。
脈衝光的相速度定義為
可見在非色散介質中（
不依賴於
），羣速度等於相速度
，但是在色散介質中（
依賴於
），羣速度就不等於相速度了
。
那怎麼得到很小的羣速度
呢？由上面的定義可以看出，其實只需要將介質製備為具很強的正常色散就可以了，也就是說
且很大。這可以通過電磁誘導透明（EIT）技術來實現。
神奇的現象是，如果
且很大，那麼羣速度
可能大於真空中光速
，甚至可以是負值（
），這就是所謂的快光，可以藉助於很強的反常色散來實現。這個現象早已在很多系統中觀察到了（我們實驗室就曾經做過這方面的實驗），因此引起了很多爭論，比如和相對論以及因果律的矛盾等等。
負羣速度是非常有意思的現象，脈衝光在介質中是朝相反方向傳播的，如下圖所示。
快慢光現象的本質其實就是組成脈衝光的各個平面波在色散介質中的重新分佈而已，沒有什麼很神祕的東西。要說應用，我認為主要體現在脈衝光的調控技術和對超光速（因果律）的重新討論上。
光速存在阻力物質，改變速度，由快轉慢，所以是慢光，光速是快速一步迅速到位的物質。
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