@ 2019.05.23 , 14:00

声学激光器:让声波向激光一样传播

激光发生器,大多数人不只见过,还玩过——毕竟激光笔不是什么高尖端设备。

与灯光或太阳光不同,激光具有高度定向性,相比之下,太阳光向各个方向发散。这是一件好事,否则就无法照亮世界。

声音和光都是波。最近,科学家对声波“激光器”这一概念兴趣浓厚——它发出的不是光,而是在介质中传导固体微粒的振动——能够制造出完美同步的声波。

最近发表在《自然·光子学》上的一篇论文中,科学家使用光学镊子悬浮住震荡的粒子——直径约100纳米——构造出声子激光器的内核。

声波同步

光学镊子(Optical Tweezer)就是用光形成的镊子,建立在光辐射压原理之上。利用激光悬浮起的纳米粒子无法保持静止,它会像钟摆一样来回摆动。

由于不需要机械支撑物,也不与环境发生接触,因此悬浮颗粒对空间里的各种微弱的力更敏感。所以物理学家用它来测量弱电磁力和重力。

为了进一步提高灵敏度,科学家设法“冷却”了纳米粒子。他们先测量出粒子的位置随时间的变化,然后将位置信息反馈回控制激光束的计算机。

最新的声子激光器包含一个前所未有的功能——正是这一设计使其产生出类似激光的聚束声波:调制纳米颗粒产生同步的机械振动。

很明显,光学激光非常有用:配合光纤电缆传输信息、扫描条形码或运行对GPS至关重要的原子钟。

声子激光器原本是为物理学家开发的测量仪器,但我们希望其他人能够在通信和传感领域为这种技术找到新的用途。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

赞一个 (5)