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物理學家研發出反雷射裝置

2011/02/24 | | 標籤:

顛覆物理!引人矚目,美國耶魯大學(Yale University in the US)的一群研究人員研發出一種反雷射裝置,能夠幾乎完全吸收進入之相干光束(coherent light beams)。該項研發是以去年夏天發表的一項理論性研究為基礎。在此研究中,Douglas Stone及其耶魯大學的同僚們聲稱此一系統,在他們稱為相干完美吸收器(coherent perfect absorber)的裝置中,是有可能實現的。此設備並非使用雷射來產生相干光束,而是吸收到來的相干光,並將其轉變成熱或電。

圖片取自原文網址

目前,與耶魯大學實驗物理學家們組成團隊的Stone藉由在矽晶片內部產生干擾陷阱(interference trap),製作了該裝置的一種版本。將原本從單一雷射束分開的兩個射束導引到上述晶片的兩端,且固定住它們的波長,因而建立了干擾模式。以此方式,此些光波被無限期地困住,而在晶片內部來回彈跳,結果這兩射束有99.4%被轉變成熱。

該團隊表明,並無理論上的理由使此技術無法百分百吸收光。研究人員也確信,當前該裝置直徑1公分的尺寸,能縮減到僅6微米(µm)。Stone宣稱:「出乎意外地,該種倒轉雷射射出過程的可能性,先前未被認真地討論或研究過。」

專注於應用面

Stone團隊認為,該反雷射裝置顯示了諸多令人振奮的應用。此些應用可能包括頻率為太拉赫(Terahertz,相當於1012赫)之雷射型感知器所使用的濾器(filters),可用來察覺於廣大熱干擾(thermal noise)背景中,散射回之微弱雷射信號的生物製劑或污染物。

另一構想是在醫療應用上,利用該裝置作為一種防輻射物(shield),來使外科醫師能更精確地將雷射束對準如腫瘤等有害的生物組織。Stone解釋:「利用他們的技術,一組經適當操縱的入射光波能穿透深入此類居間物(medium)且僅於中心被吸收,而使能量能遞送到指定的區域。」

該團隊也推斷,藉由添加另一「控制」束,能控制該裝置觸發1%到近乎100%的吸收。在半導體積體光學電路中,上述屬性可能使該裝置能發揮如同光學開關(optical switches)、調光器(modulators)及檢波器(detectors)的作用。

不過,所有此類裝置的一項限制是,此些裝置僅能在特定波長下運作,意味在光伏特電池(photovoltaic cells)或偽裝裝置(cloaking devices)方面,該項技術不會特別具實用性。

原文網址:http://physicsworld.com/cws/article/news/45151
本文轉載自PEREGRINE科學點滴
翻譯:peregrine | 校對:Portnoy

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