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圖片來源，羅切斯特大學(xué)Rochester Institute of Technology。

在最新一期的《自然光子學(xué)Nature Photonics》中，羅切斯特理工大學(xué)和羅切斯特大學(xué)的研究人員提出并演示了一種利用光學(xué)懸浮納米顆粒的聲子激光器。

光學(xué)激光器自1960年發(fā)明以來，已發(fā)展到100億美元的全球技術(shù)市場(chǎng)，并因發(fā)展光學(xué)鑷子技術(shù)而獲得諾貝爾藝術(shù)獎(jiǎng)阿什金Ashkin，以及因使用脈沖激光器而獲得Gerard Mourou和Donna Strickland獎(jiǎng)?，F(xiàn)在，羅切斯特理工學(xué)院的一名研究人員與羅切斯特大學(xué)的專家合作，利用阿什金發(fā)明的光學(xué)鑷子技術(shù)，制造出一種不同類型的激光——一種用于聲音的激光。

在最新一期的《自然光子學(xué)》中，研究人員提出并演示了使用光學(xué)懸浮納米顆粒的聲子激光器。聲子是一個(gè)與聲波有關(guān)的能量量子，光鑷測(cè)試孤立的量子效應(yīng)的極限，并消除周圍環(huán)境的物理干擾。研究人員研究了納米顆粒的機(jī)械振動(dòng)，這種粒子在光學(xué)激光束焦點(diǎn)處受到輻射力的作用而懸浮在重力作用下。

羅切斯特理工大學(xué)物理副教授兼理論量子光學(xué)研究人員米什凱特·巴塔查里亞說：“通過檢測(cè)納米顆粒散射的光來測(cè)量納米顆粒的位置，并將信息反饋回鑷子束，我們就可以創(chuàng)造出類似激光的情況。”機(jī)械振動(dòng)變得強(qiáng)烈，并完全同步，就像從光學(xué)激光器中產(chǎn)生的電磁波一樣?！?/span>

由于激光指向器發(fā)出的波是同步的，光束可以長(zhǎng)距離傳播，而不會(huì)像來自太陽或燈泡的光那樣向各個(gè)方向擴(kuò)散。在標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)激光器中，光輸出的特性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(zhì)的作用是相反的，物質(zhì)粒子的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在由光反饋控制。

巴塔查里亞說：“鑒于光學(xué)激光器的應(yīng)用如此之多，而且仍在不斷發(fā)展，我們非常高興地看到，這種裝置將特別用于傳感和信息處理。”他還說，聲子激光有望使人們能夠研究基本量子物理，包括著名的薛定諤貓思維實(shí)驗(yàn)的工程，它可以同時(shí)存在于兩個(gè)狀態(tài)。

巴塔查里亞與羅切斯特大學(xué)光學(xué)研究所的尼克·瓦米瓦卡斯領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)小組合作。Bhattacharya的理論團(tuán)隊(duì)由羅切斯特理工大學(xué)博士后研究員Wenchao Ge和Pardeep Kumar組成，而Vamivakas領(lǐng)導(dǎo)了當(dāng)前的羅切斯特大學(xué)研究生Robert Pettit和Danika Luntz Martin，前研究生Levi Neukirch和博士后助理Justin Schultz，共同進(jìn)行了這項(xiàng)研究工作。