最近德國馬爾堡菲利普大學的Stefanie Dehnen和Sangam Chatterjee等人發(fā)明了一種新材料,可以將紅外線激光轉(zhuǎn)換為可見光。這種轉(zhuǎn)換可能聽起來并不新鮮,不少科學家都曾做過類似的工作,不過Dehnen和Chatterjee團隊的工作既然能夠發(fā)表在《Science》上,就一定有其獨特之處——他們的材料所發(fā)出的可見光是直線光束,方向與入射激光保持一致。而之前報道的材料,基本都是向隨機方向散射光線。甚至可以這樣說,這種材料只是改變了紅外激光的波長但沒有改變其方向,射出的是“類似激光”的可見光(A highly efficient directional molecular white-light emitter driven by a continuous-wave laser diode. Science, 2016, 352, 1301-1304, DOI: 10.1126/science.aaf6138)。
研究人員精心設(shè)計的這種無定形材料外觀看起來并不起眼,是一堆白色的粉末(下圖B),結(jié)構(gòu)的核心是錫原子和硫原子的類金剛石結(jié)構(gòu),并連接著有機配體(下圖A)。這種材料與高分子混合后可以在例如玻璃的載體上形成透明的膜。用廉價、低功率的連續(xù)波紅外激光二極管產(chǎn)生的紅外激光(波長800 nm)照射這種材料時,其獨特結(jié)構(gòu)將通過非線性相互作用使光束波長發(fā)生改變,出射光束變?yōu)榭梢姽?,可以高效率地得到高度定向的暖白色可見光束,看上去很類似鹵鎢燈(色溫2900 Kelvin)(下圖C)。而且,所得到的可見光可以通過微調(diào)入射的紅外激光進行調(diào)整。
由于紅外激光二極管的生產(chǎn)工藝已經(jīng)相當成熟,成本也很低廉,這種材料容易催生出新型的特殊光源,運用于需要高度控制光線方向的設(shè)備中,例如顯微鏡和投影設(shè)備中。
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