激光器的內(nèi)部運(yùn)作來源自物理學(xué)領(lǐng)域，但激光的確已經(jīng) “走入”了人們的日常生活。收營(yíng)員給顧客結(jié)賬商品時(shí)， 需要用掃描槍對(duì)準(zhǔn)商品的條形碼標(biāo)簽；這個(gè)時(shí)候，顧客可 能使用手機(jī)正在與朋友聊天，或者上網(wǎng)搜索COVID-19 最新 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以上這些都有激光技術(shù)的參與。

　　激光發(fā)射特定波長(zhǎng)的強(qiáng)光。在一個(gè)波長(zhǎng)下，激光束在 設(shè)計(jì)電路的計(jì)算機(jī)芯片上蝕刻圖案。在電信波長(zhǎng)段，激光 通過光纖發(fā)射大量數(shù)據(jù)，使我們進(jìn)入信息時(shí)代。

　　2017 年，加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校Boubacar Kante 博士發(fā)明了一種新型激光器，當(dāng)年被專業(yè)期 刊Physics World 評(píng)為年度突破性發(fā)明之一。在Bakar Fellows 資金資助下，Kante 制造了新激光器的原型，并展 示其在從顯微外科到衛(wèi)星遙測(cè)的一系列應(yīng)用中的潛力。

　　問：激光有很多應(yīng)用，從微觀到宏觀。它們?cè)诋?dāng)今的 經(jīng)濟(jì)中扮演著多大的角色？

　　答：激光器是一個(gè)擁有10-200 億美元的市場(chǎng)。比如疫 情期間，許多公司的會(huì)議通過Zoom 實(shí)現(xiàn)，激光脈沖通過 光纖以光速來回傳輸，此時(shí)它們可以攜帶更多的數(shù)據(jù)并且 比任何其他通信模式都快。另外，激光在醫(yī)療行業(yè)的實(shí)際 應(yīng)用包括白內(nèi)障手術(shù)中的組織切除。在工業(yè)領(lǐng)域，激光則 是推進(jìn)無人機(jī)和自動(dòng)駕駛汽車導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)。

　　問：您的發(fā)明會(huì)給激光器的功能增加了什么？

　　答：它們比典型的激光器小數(shù)千倍，小到只有頭發(fā)絲 的寬度，但能夠發(fā)射大量的能量。這種新型激光器更緊湊、 更輕。如果傳輸設(shè)備變得更小，那么信息傳播距離就會(huì)更 短，傳播速度也會(huì)更快。因此，激光器工作所需的能量更少、 更節(jié)能。

　　問：還有哪些其他特性使這種新激光技術(shù)更有用？

　　答：通常當(dāng)設(shè)備變得更緊湊時(shí)，往往會(huì)失去一些功能。 但我們研發(fā)的激光器恰恰相反。激光以精確的波長(zhǎng)發(fā)射光 束，把它們想象成不同的顏色，而且由于高精度，波長(zhǎng)可 以緊密排列。大多數(shù)激光器僅發(fā)射一種波長(zhǎng)的光。但是新 發(fā)明的激光器允許激光“調(diào)諧”（tuned）到不同的波長(zhǎng)。 眾所周知，這可以提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和容量。波長(zhǎng)可調(diào)性 也可用于計(jì)量和傳感領(lǐng)域。

　　同時(shí)，新的激光器還可以控制激光束，即改變光發(fā)射 的角度。目前，當(dāng)衛(wèi)星或無人駕駛汽車或無人機(jī)需要將激 光束指向不同方向時(shí)，必須機(jī)械地轉(zhuǎn)動(dòng)激光。這自然會(huì)限 制速度并使系統(tǒng)體積龐大。我們正在開發(fā)的激光器可以在 不旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的情況下發(fā)光，并且可以通過電子方式進(jìn)行角 度調(diào)諧。因此，激光器質(zhì)量輕，非常緊湊，波長(zhǎng)和方向均 可調(diào)諧。與當(dāng)前的機(jī)械控制激光器相比，它具有能源效率 并且大規(guī)模制造成本更低。

　　問：請(qǐng)解釋一下新激光器的多功能性？

　　答：本質(zhì)上，類似于微波爐的工作原理，激光是從盒 子中發(fā)出光束。為了增強(qiáng)光的強(qiáng)度，人們制造了激光束， 同時(shí)光被長(zhǎng)時(shí)間限制在盒子內(nèi)部。我們發(fā)明了一種不同的 方法以控制光的強(qiáng)度增加，允許精確波長(zhǎng)的光通過至少兩 個(gè)通道從盒子中逸出。當(dāng)逃逸波相互作用時(shí)，它們可以相 互抵消，這稱為破壞性干擾。逃逸的光疊加之后相互抵消， 最后歸零。

　　我們制作了一個(gè)獨(dú)特的空腔，這種捕波機(jī)制的多功能 性使激光器重量輕、波長(zhǎng)可調(diào)和可控。

　　問：您現(xiàn)在需要采取哪些步驟才能從發(fā)明階段轉(zhuǎn)變?yōu)?商業(yè)儀器？

　　答：將發(fā)現(xiàn)推入制造階段的技術(shù)成本非常高。Bakar Fellows 的資助將使我們能夠在加州伯克利分校的Marvell Nanofabrication實(shí)驗(yàn)室制造原型。它包括一個(gè)“潔凈室”， 過濾掉灰塵和氣溶膠顆粒等污染物。希望兩三年后，我們的 發(fā)明會(huì)引起企業(yè)關(guān)注。

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