自从西奥多·麦曼演示出第一台可工作的激光器以来,已经过去了50年。物理学家们一直致力于制造能够像光学激光器控制光线一样控制声波的设备。今年,两组研究人员宣布成功开发出基于声波的激光器,或称“声激光”(saser)。
广告
光学激光器利用量子效应产生单一频率或颜色的高强度光束。将这种能力转化为声音的最大挑战在于找到一种能够仅放大单一声频的类似方法。物理学家托尼·肯特和他在英国诺丁汉大学的同事成功地利用由砷化镓和砷化铝两种半导体制成的薄层晶格创建了这种放大器。由此产生的声激光可以在太赫兹范围内(远高于人类听觉极限)产生特定频率的高强度纯净声波,持续几万亿分之一秒。
研究人员的下一个目标是延长声波放大的持续时间。加州理工学院物理学家凯里·瓦哈拉和他的团队正在利用不同类型的声学激光器朝着这个方向取得进展。他们的技术依赖于向微小的玻璃膜发射光学激光器来放大声音。与诺丁汉声激光器不同,加州理工学院的设备可以持续运行,但其工作速度较慢,为50兆赫兹。瓦哈拉正在努力将该频率提高到更高的范围,这将更适合声学成像。
科学家们说,声激光的其他潜在应用包括检测微观结构中的缺陷以及改善半导体芯片中的信号处理。瓦哈拉坚信,一旦这项技术成熟,它将迅速找到各种其他用途。毕竟,光学激光器现在可以进行眼科手术、扫描商品和播放DVD电影。“但当激光器刚问世时,”瓦哈拉说,“没有人知道该如何使用它。”














