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[科普] 世界上第一个反激光装置

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发表于 2015-10-7 22:44 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自:江苏
(文/Lisa Grossman)世界上第一个反激光装置在它被提出不到一年的时间里就已经造了出来。一队物理学家造出了这个奇妙的装置,它不闪烁耀眼的光芒,而是发出一种特殊波长熄灭的光。. L8 ]0 r2 n' v/ I' Y" X8 @. E
传统的激光装置通过激发原子发出一束强烈的相干光,并且所有光的波长都是一样的。而反激光装置的作用却完全相反,两束标准的激光进去,然后就被完全吸收掉了。% ]' R4 O6 |$ q  r+ c% [- v3 g
耶鲁大学的实验物理学家曹辉说:“里面什么东西都不会出来”,他的研究小组制造了这个新装置。
3 o0 v$ n0 x% B0 K4 _. N根据研究者在2月18日发表在《科学》杂志上的论文,这种装置可以用在医学成像等领域。
$ i! v9 r* ]. {# ~& m耶鲁大学的物理学家道格拉斯?斯通(A. Douglas Stone),最先在去年七月提出了反激光装置的理论文章。此前,一些研究者已经建议研究激光的反向运动了,而另一方面在工程上要实现完全吞噬激光的装置还有一些问题。但是之前从来没有人把这两个想法结合起来。3 ?, z$ U  V7 q" u" o4 M* k2 c1 u
“其他研究者发现了能够完全吸收激光的理想条件。”曹辉说,“但是他们没有意识到这其实是一个时间反转激光,他们不知道原则上可以实现对激光的完美吸收。”
) ^+ A' O% n: U( S" o) t( H  c5 i为了建造曹辉和他同事称作“相干完美吸收器”的反激光装置,研究者们把一束从钛蓝宝石激光器发射出的光束一分为二。激光在电磁光谱上发射出红外线波段的光,这种光的波长超出了人眼所能看到的范围。3 g5 {  `' E" f! F: J3 ^% d
光束的一部分继续向前通过分光镜,而剩余的部分则被迫转向右边。物理学家引导光线进入一个含有硅晶片的一毫米厚的空腔里。一束光从左侧进,另一束光从右侧进。当它们在晶片里相遇时总是波峰与波谷相重叠的。
& Q$ Q) e8 x8 i- v( S3 l  e

http://www.guokr.com/gkimage/xr/o6/fe/xro6fe.png

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如果设备都对直了,光波就会相互抵消。硅就会吸收掉光并转换为如热能或者电流等其他形式的能量。“这只是个简单的试验。”曹辉说,“但是它展现了一种非常有效的控制吸收激光的方法。”这个装置一次只能吸收一种波长的光,但是所吸收的波长可以通过改变晶片的厚度来调整。意外的是,当研究人员改变了光波在晶片中相遇的方式后反激光装置就从吸收光波变为反射光波了。在特定的条件下,硅晶片实际上起到了帮助光逃离的作用。7 d5 b/ M( f3 f& x) o6 d
“那的确是个小惊喜。”曹辉说,“我们可以控制它。”理论上来说,99.999%的光波都可以被熄灭。但是受到激光纯度和硅晶片纯度的限制,这个反激光器实际可以吸收99.4%的光。曹辉说,这差不多已经足够了。
4 ~" Z+ w) u. j8 F% G- i7 ?“对许多设备来说,如果你能让跑出的光少于1%,其实已经足够了。我相信还有别的人设计出比我们更好的激光设备,他们能得到更加理想的结果。我们现在的试验仅仅是这个原理所实现的最初成果。”' G+ x8 h1 q, \- @: Q5 M
这个设备可能用于未来的超高速电脑,它可以作为一个光开关去代替电子元件。也可能在医疗上用到,例如穿过一个不透明的人体组织来为一个肿瘤成像等等。它最令人激动的应用显然到现在还没人能想到。激光本身最开始出现的时候就被称作是“毫无破绽的解决方案”。
6 z8 p# l+ i% `: I% k* E麻省理工大学的物理学家马林(Marin Solja?i?)没有在这个项目里工作,但是他说:“在如此成熟的领域有人能取得新奇的成就是令人惊奇的,我想它开创了一条全新的大道。”* h/ X# A1 O% q9 u) T
原文看这里6 Z# E1 @' ]' h: @
科技名博微博3 V; J/ ^, P% P: D6 L* |  R" l
博主介绍:Lisa Grossman 2009年毕业于加州大学Santa Cruz分校,科技交流专业。毕业后,她一直从事科技写作工作,从硕士期间便在Science News等地方做编辑,现在在Wired上开博。她的博客内容涉及面相当广,涵盖各个学科。南通0
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发表于 2015-10-7 22:49 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-7 23:11 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 01:07 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 02:53 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 03:09 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 03:37 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 04:01 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 04:17 | 显示全部楼层 来自:江苏
一般激光简单说来是由电能转化为(单一频率)光能,而反激光是激光在时间上的reverse,能做到由(单一频率)光能转化为电能。。。这是非常了不起的!!而且能做到controllable的能源是有大用途的。。
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发表于 2015-10-8 04:35 | 显示全部楼层 来自:江苏
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