前沿科技之美科學家發(fā)明反激光器

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- S* U  ]* W# ~1 g4 \( h8 h8 M6 d$ H0 v美國科學促進會網(wǎng)站報道，在人類發(fā)明激光器50多年后，耶魯大學科學家近日研制出世界上首臺反激光器（anti-laser）。與激光器發(fā)射激光不同，反 激光器能通過光束間互相干涉從而完全被消耗掉，達到將光束吸收而不是發(fā)射的目的。這一發(fā)現(xiàn)將為光學計算和放射學應用領域新技術的發(fā)展鋪平道路。相關研究成 果發(fā)表在2月18日出版的《科學》雜志上。
1960年7月美國科學家梅曼發(fā)明了第一臺激光器，是指將窄幅頻率的光輻射線，通過受激輻射放大和必要的反饋共振，產(chǎn)生準直、單色、相干光束的儀器。目前激光器使用的增益媒介大多是砷化鎵半導體，用以產(chǎn)生一束聚焦的相干光束，這種光束有相同的頻率和振幅，且運行方向一致。
# P- b4 g6 `9 Q& D" @耶魯大學物理學家道格拉斯·斯通和他的研究團隊曾于去年夏天發(fā)表過關于反激光器的理論文章，認為這種裝置可以用硅這種最普通的半導體材料制成。通過與同事曹輝（音譯）的實驗小組合作，研究團隊最終研制出了一臺功能性反激光器，并將之命名為相干完全吸收器（coherentperfectabsorber，簡稱CPA）。CPA將兩束相同頻率的光集中于含有一個硅晶片的諧振腔中，硅晶片作為“損耗媒介”捕捉光波，直到光波在往返振蕩過程中被完全吸收并轉化成熱量。
研究人員用裝有普通硅晶片的CPA演示了吸收近紅外線放射物的效果。他們希望通過對諧振腔和損耗媒介的不斷完善，CPA能夠吸收可見光和一些紅外波段，以應用在光纖通訊中。
斯通教授表示，他相信CPA有一天會應用于下一代計算機光學計算機的光學開關、探測器及其他部件。另外也可運用于醫(yī)用放射學領域，利用CPA原理將電磁輻射對準人體組織中很小的某個區(qū)域，用來治病或者成像。
據(jù)介紹，CPA理論上可以吸收99.999%的光，但由于實驗條件的限制目前只能吸收99.4%。電腦模擬證明，CPA的大小也可以從現(xiàn)在1厘米發(fā)展到6微米（相當于人頭發(fā)粗細的1/20）。
正因為它吸收光束，反激光器不可用作高功率激光武器的“防御工具”?！斑@是一種用于吸收激光光束的儀器，”斯通說，“有人拿激光槍射殺你時（拿反激光器保護自己），你照樣會被殺死?！?font class="jammer">% N& ?' F9 r. d0 @& z# n
反激光器用途十分廣泛。斯通說，反激光器將用于制造光學計算機。光學計算機用光，而不是用電處理信息，處理數(shù)據(jù)的能力比電子計算機大1000多倍。另外，反激光器可用于制造感光開關。
% @9 w( B  y0 M! ^+ ?8 N" o% s1 S反激光器能在放射學領域顯身手。斯通介紹，反激光器可以用于捕捉人體不透明組織中一小部分區(qū)域釋放的電磁射線，用于醫(yī)學透視成像和疾病治療。