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美国研发出光镊声子激光器

2019-04-17 10:20
激光之家
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2018年,美国科学家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)因开发出“光镊”、法国科学家杰拉德·莫罗(Gérard Mourou)和加拿大科学家唐娜·斯特里克兰(Donna Strickland)因在脉冲激光器领域的突破性贡献而获得诺贝尔物理学奖。

近日,美国罗切斯特理工学院(RIT)与罗切斯特大学合作,利用阿什金发明的光镊技术,创造了一种利用光悬浮纳米粒子的声子激光器——光镊声子激光器。

声子是与声波及光镊相关的能量量子,它可以孤立地测试量子效应的极限,并消除周围环境的物理干扰。研究人员研究了纳米粒子的机械振动,这种粒子可在激光束焦点处的辐射力作用下在重力作用下悬浮。

罗彻斯特理工学院物理学副教授、理论量子光学研究员米什卡特·巴塔查里亚(Mishkat Bhattacharya)介绍,通过检测纳米粒子散射的光来测量纳米粒子的位置,并将这些信息反馈到镊子光束中,这样我们就可以创造出类似激光的情况。机械振动变得很强烈,并且完全同步,就像从光学激光器发出的电磁波一样。

激光束发出的波是同步的,所以光束可以传播很远而不会向四面八方扩散,这与太阳光或灯泡发出的光不同。在标准的光学激光器中,光输出的特性是由制造激光器的材料控制的。而在声子激光器中,光和物质的作用是相反的——物质粒子的运动是由光反馈控制。

巴塔查里亚表示,这一装置具有广泛的应用前景,特别是在光学激光有如此多的应用场景,如在传感和信息处理方面的应用,并且其应用前景仍在不断拓展。

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