自1960年發明以來,光學激光器已經發展成為一個價值體量巨大的全球技術市場,并因研發光學推光技術而獲得了阿什金(Art Ashkin)和杰拉德穆魯(Gerard Mourou)以及唐娜斯特里克蘭德(Donna Strickland)的諾貝爾獎。現在,羅切斯特理工學院一名研究人員與羅切斯特大學的專家合作,利用阿什金發明的光鑷技術,創造了一種不同類型的激光——聲音激光,即聲子激光器,其研究在《自然光子學》上。

博科園:研究人員提出并演示了一種聲子激光器,使用的是一種光學懸浮納米顆粒。聲子是一種與聲波和光鑷相關聯的能量量子,它能獨立地測試量子效應的極限,并消除周圍環境的物理干擾。研究人員研究了納米顆粒的機械振動,納米顆粒在光激光束聚焦處受輻射力懸浮,以對抗重力。RIT物理學副教授、量子光學理論研究員米什卡特巴塔查里亞(Mishkat Bhattacharya)說:通過檢測納米粒子散射的光來測量位置,并將這些信息反饋到鑷子光束中,就能創造出一種類似激光的情況。

來自RIT和羅切斯特大學的研究人員提出并演示了一種聲子激光器,它使用一種光學懸浮納米顆粒。圖片:A. Nick Vamivakas and Michael Osadciw, University of Rochester illustration機械振動變得強烈,并進入完美的同步,就像從光學激光器中發出的電磁波一樣。由于激光筆發出的光波是同步的,光束可以長距離傳輸而不像太陽光或燈泡發出的光那樣向四面八方擴散。在標準光學激光器中,光的輸出特性是由制造激光器的材料控制。有趣的是,在聲子激光器中,光和物質的作用是相反的——物質粒子的運動現在由光反饋控制。巴塔查里亞說:我們非常興奮地看到這個裝置的用途,特別是在光學激光器有如此多而且仍在不斷發展的應用的情況下,它在傳感和信息處理方面的用途將會是什么。

聲子激光有望使基礎量子物理學的研究成為可能,包括著名的薛定諤貓的思維實驗的工程,該實驗可以同時存在于兩個地方。巴塔查里亞與羅切斯特大學光學研究所的尼克·瓦米瓦卡斯領導的實驗小組合作。巴塔查里亞的論文理論團隊由RIT博士后研究員葛文超(Wenchao Ge)和帕爾迪普·庫馬爾(Pardeep Kumar)組成,瓦米瓦卡斯領導的是烏爾的研究生羅伯特·佩蒂特(Robert Pettit)和丹妮卡·倫茨-馬丁(Danika Luntz-Martin)、前研究生利維·諾基什(Levi Neukirch)和博士后助理賈斯汀·舒爾茨(Justin Schultz)
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