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首台反激光器在美研制成功

科普小知识2022-07-14 17:49:42
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根据美国科学促进协会网站上的一份报告,在人类发明激光50多年后,耶鲁大学的科学家最近开发了世界上第一台反激光设备。与激光器发射的激光不同,反激光可以完全被光束之间的相互干涉所消耗,以达到吸收光束而不是发射光束的目的。这一发现将为光学计算和放射学应用的新技术的发展铺平道路。相关的研究结果发表在2月18日的《科学》杂志上。

耶鲁大学物理学家道格拉斯·柊司和他的研究小组去年夏天发表了一篇关于反激光的理论文章,认为这种装置可以由硅制成,硅是最常见的半导体材料。通过与同事曹晖的实验团队合作,研究团队最终开发出一种功能性反激光,并将其命名为相干完美吸收体(CPA)。CPA将两束同频率的光集中在一个包含硅晶片的谐振腔中,硅晶片作为“损耗介质”来捕获光波,直到光波在往返振荡过程中被完全吸收并转化为热量。

研究人员用装有普通硅片的CPA演示了吸收近红外辐射的效果。他们希望CPA能通过谐振腔和损耗介质的不断改进吸收可见光和一些红外波段,应用于光纤通信。

柊司教授说,他相信CPA有一天会应用到下一代计算机——光学计算机——的光学开关、探测器和其他组件上。此外,它还可用于医学放射学领域,通过CPA原理将电磁辐射瞄准人体组织的小区域,用于治疗疾病或成像。

据介绍,CPA理论上可以吸收99.999%的光,但由于实验条件的限制,目前只能吸收99.4%。计算机模拟证明,CPA也能从1厘米长到6微米(相当于人类头发厚度的1/20)。