據6月26日《天然》雜志報道,美國斯坦福大學團隊在芯片上制造出一種鈦寶石激光器。與現在的任何其他鈦藍寶石激光器比擬,這一原型機的體積縮小了4個數目級(即本來的萬分之一),成本減低了3個數目級(即原本的千分之一)。無論在規模效率方面,還是在成本方面,這一成績都是一次巨大先進。
鈦藍寶石激光器在尖端量子光學、光譜學和神經科學等很多領域不可或缺,然而其在現實世界卻未能廣泛應用。由於這種激光器通常體積很大且代價昂貴,每臺要花數十萬美元,還需要其他高功率設施(每臺售價約3萬美元)來保持運轉。
此次,研究人員首要在二氧化硅平臺上鋪了一層大塊的鈦藍寶石;再將鈦藍寶石研磨、蝕刻和拋光成極薄的一層,只有幾百納米厚;然后,在該薄層上設計出一個由微小脊線組成的漩渦。這些脊線就像光纖電纜,率領光線連續不斷輪迴,強度逐步增強。這種模式被稱為波導。
剩下的部門是一個微標準加熱器,它可以加熱越過波導的光,從而讓研究人員能變更發射光的波長,將光的波長范圍調換到7001000納米之間,即從紅光到紅外光。
在量子物理學方面,這種新激光器可大幅縮小最進步的量子算計機的規模;在神經科學方面,它可在光遺傳學中得到應用,許可科學家通過相對較大的光纖率領大腦內部的光來管理神經元;在眼科方面,它可能在激光手術中與啁啾脈沖放大專業結合,實現新應用,或者提供更便宜、更緊湊的光學相干斷層掃描專業來評估視網膜康健。
總編制圈點:
當前,連續不斷更新的專業讓許多實驗室都能擁有單芯片上的超小型激光器,而不是一臺大型且昂貴的激光器。小尺寸激光器實際上有助于提高效率從數學上講,強度等于功率除以面積。因此,維持與大型激光器相同的功率但減少其會合的面積,強度就會大幅上升。更主要的是,這些小巧且強盛的激光器能更快走出實驗室,服務于很多差異的主要應用。
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鈦藍寶石激光器在尖端量子光學、光譜學和神經科學等很多領域不可或缺,然而其在現實世界卻未能廣泛應用。由於這種激光器通常體積很大且代價昂貴,每臺要花數十萬美元,還需要其他高功率設施(每臺售價約3萬美元)來保持運轉。
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