【独家盘点】2014年度激光器“十大”技术进展

2014-12-12 00:11

　　奥地利维也纳科技大学光子学研究所和德国马克斯玻恩研究所的电气工程师们合作开发了一款中红外超快激光器，大幅度增加了台式激光驱动X射线源的硬X射线光子通量。

　　无论何时想要调查研究材料的原子结构都需要使用X射线。由于新的X射线源不产生连续光而是短脉冲，所以可以用于时间分辨测量。

　　激光器发射的4μm光撞击铜板，亚100fs激光脉冲的强度足够高可以从原子中拆出电子，激光场会出现在他们周围将其加速，最终使它们以更高的能量再次撞击铜。电子再返回到铜板上结果就是发射X射线。

　　"X射线辐射的通量取决于激光的波长"，维也纳大学的Skirmantas Alisauskas说，"如果激光波长足够长，每个电子在返回铜原子之前需要在激光场花费很多时间，有足够的时间获得能量，而撞击铜板的难度加大。先前，本实验使用一个通用的0.8μm激光器。激光脉冲的波长五倍长，转换成25倍高通量。"

　　5、全碳等离子激光器问世

　　澳大利亚莫纳什大学的科学家研发出了全球首个完全由碳基材料制成的等离子激光器。该技术有望在提高运行速度的同时，彻底改变电子产品的外形。未来，如名片般轻薄柔软的手机甚至能被直接印制在衣服上。

　　等离子激光器的大名叫表面等离子体激元纳米激光器（spaser），实际上是一种高效的纳米光源。它能够通过自由电子的振动发出光束，而不像传统激光器那样需要电磁波和占用巨大的空间。传统激光器的运行需要放大光子，而等离子激光器则是通过放大表面等离子体。等离子体的运用能够使其突破传统激光器的限制，速度更快、体积更小，让超高分辨率成像和微型光学电路成为现实。有研究称，这种电路比目前最快的硅基电路还要快上百倍。

　　盖鲁帕辛哈说，除了在计算机领域的应用外，这种激光器还有望在癌症的放射疗法上获得应用，结合纳米标记技术，石墨烯和碳纳米管产生的高强度电场能将癌细胞各个击破，而不伤及健康细胞。此外，在分子检测和高灵敏度生物医学测试上该技术也能一显身手。