4、新型电泵浦半导体激光器让成像更清晰

　　耶鲁大学开发的一种新型半导体激光器有望显著提高下一代高科技显微镜、激光投影仪、光刻、全息摄影和生物医学成像的图像质量。

　　基于混沌空腔激光技术，该技术结合了传统激光器的高亮度优点和发光二极管（LEDs）的低图像损毁性优点。近年来，寻求高速、全景成像应用所需的更好光源，已经成为该研究领域的热点。

　　研究论文的共同作者、应用物理学与物理学教授A. Douglas Stone说道：“许多基础研究最终都发展为有社会价值的重大发明，混沌空腔激光技术就是其中一个。此前，所有基础工作主要是为了了解尚未投入应用的激光类别——随机激光和混沌激光。最终，通过相关学科知识的综合运用，我们发现这些激光正好可以解决成像和显微镜方面的很多问题。”

　　在这些问题中有一个被称为“散斑”（speckle)，是一种随机的、粒状的图案，由较高的空间相干性（high spatial coherence）引起。在传统激光器中，较高的空间相干性会严重影响成像效果。一种避免散斑的方法是使用LED光源，但对于高速成像来说，LED光源的亮度不够。

　　这种新型的电泵浦半导体激光器提供了一种不同的解决方案，在产生强烈光发射的同时，具有很低的空间相干性。

　　“对于全景成像，散斑的对比度应该低于4%，这样才能避免对人们的观察产生干扰。”该论文的通讯作者、应用物理学教授Hui Cao说道，“正如我们文章中展示的那样，标准边射型激光器产生的散斑对比度高达50%，而我们的激光器的散斑对比度只有3%左右。所以这种新型激光器完全消除了全景成像中所遇到的问题。”

　　5、新型激光笔可分辨出健康脑组织与肿瘤

　　切除脑部肿瘤是一项复杂而精密的工程，有医生形容这个过程如同“从果冻里挖出蜘蛛”——挖不干净，肿瘤会留在大脑里继续生长，挖得太多，就会破坏健康脑组织，令病人失能。也许一毫米就能让手术结果天差地别。

　　如今，英国伦敦帝国理工学院正在试用一种新型激光笔，它可以发出近红外光，在不到一秒的时间里分辨出健康脑组织与肿瘤，从而向医生发出提醒。这种激光笔先前在加拿大用来帮助医生实施皮肤癌手术，取得良好效果。

　　帝国理工学院的医生计划在接下来一年中，在约30名患者身上试验，希望在它的帮助下提高手术准确率，缩短手术时间。医生预测，激光笔能让三小时长的手术缩短30分钟。

　　6、矢量漩涡光束激光器研究取得突破

　　中国科学院上海光学精密机械研究所信息光电实验室研究员李建郎课题组在新型固体激光器研究中，同时实现了具有矢量偏振和螺旋相位的激光光束输出。

　　矢量、涡旋光束是在光束横截面内同时具有非均匀偏振态和螺旋位相结构的新型激光光束。与其他激光光束相比，矢量光束可被高数值透镜聚焦更小的尺寸，并且在焦点处可形成极强的纵向电场或者纵向磁场，因此在粒子捕获、生物光镊、高分辨率显微镜技术、带电粒子加速以及高精度材料加工等领域有非常重要的应用。而涡旋光束则由于具有螺旋位相，该光束中的光子带有轨道角动量，并可将轨道角动量传递给处于光场中的微粒（分子、原子、电子和等离子体等）上从而导致其沿圆周轨道运动。通过各种方式分别产生矢量光束和螺旋相位光束一直是激光光学研究领域的热点之一，但利用激光器直接输出同时具有矢量偏振和螺旋相位的激光束尚未见报道。

　　李建郎课题组在研究中，首先利用粗芯径、大数值孔径的多模光纤，通过离焦耦合将激光二极管输出的808纳米多横模激光光束转换为空心光束，然后利用该空心光束从端面泵浦一个微片激光器。该激光器仅由一块掺杂钕离子的钇铝石榴石（Nd：YAG）激光晶体和一个平面输出镜组成，在没有采用任何其他腔内元件的情况下，获得了径向偏振和螺旋相位的连续激光输出。在此基础上，通过在激光器腔内插入一块可饱和吸收晶体，实现了径向偏振和螺旋相位的脉冲输出；并且该激光器在高功率运转时，通过轻触激光腔镜，激光器的脉冲输出可转化为切向偏振，同时光束的螺旋相位特性保持不变。