前沿科技之美科学家发明反激光器

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美国科学促进会网站报道，在人类发明激光器50多年后，耶鲁大学科学家近日研制出世界上首台反激光器（anti-laser）。与激光器发射激光不同，反 激光器能通过光束间互相干涉从而完全被消耗掉，达到将光束吸收而不是发射的目的。这一发现将为光学计算和放射学应用领域新技术的发展铺平道路。相关研究成 果发表在2月18日出版的《科学》杂志上。
1960年7月美国科学家梅曼发明了第一台激光器，是指将窄幅频率的光辐射线，通过受激辐射放大和必要的反馈共振，产生准直、单色、相干光束的仪器。目前激光器使用的增益媒介大多是砷化镓半导体，用以产生一束聚焦的相干光束，这种光束有相同的频率和振幅，且运行方向一致。
+ m( H6 h2 Q. S. V) ^# f! t耶鲁大学物理学家道格拉斯·斯通和他的研究团队曾于去年夏天发表过关于反激光器的理论文章，认为这种装置可以用硅这种最普通的半导体材料制成。通过与同事曹辉（音译）的实验小组合作，研究团队最终研制出了一台功能性反激光器，并将之命名为相干完全吸收器（coherentperfectabsorber，简称CPA）。CPA将两束相同频率的光集中于含有一个硅晶片的谐振腔中，硅晶片作为“损耗媒介”捕捉光波，直到光波在往返振荡过程中被完全吸收并转化成热量。
2 D6 g: K" L' w( g6 q' q研究人员用装有普通硅晶片的CPA演示了吸收近红外线放射物的效果。他们希望通过对谐振腔和损耗媒介的不断完善，CPA能够吸收可见光和一些红外波段，以应用在光纤通讯中。
9 H0 T% ` N" L; A* m斯通教授表示，他相信CPA有一天会应用于下一代计算机光学计算机的光学开关、探测器及其他部件。另外也可运用于医用放射学领域，利用CPA原理将电磁辐射对准人体组织中很小的某个区域，用来治病或者成像。
据介绍，CPA理论上可以吸收99.999%的光，但由于实验条件的限制目前只能吸收99.4%。电脑模拟证明，CPA的大小也可以从现在1厘米发展到6微米（相当于人头发粗细的1/20）。
; F! t) g6 j( m) S! u- }( i0 y4 I正因为它吸收光束，反激光器不可用作高功率激光武器的“防御工具”。“这是一种用于吸收激光光束的仪器，”斯通说，“有人拿激光枪射杀你时（拿反激光器保护自己），你照样会被杀死。”
反激光器用途十分广泛。斯通说，反激光器将用于制造光学计算机。光学计算机用光，而不是用电处理信息，处理数据的能力比电子计算机大1000多倍。另外，反激光器可用于制造感光开关。
反激光器能在放射学领域显身手。斯通介绍，反激光器可以用于捕捉人体不透明组织中一小部分区域释放的电磁射线，用于医学透视成像和疾病治疗。
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