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近期由美國西北大學(xué)和哥倫比亞大學(xué)組成的科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出新型激光，在對(duì)人體幾乎不產(chǎn)生損害的情況下植入到生物組織中。研究團(tuán)隊(duì)測(cè)量的厚度不到150納米，而且所需要的功率也非常小。團(tuán)隊(duì)希望進(jìn)一步對(duì)該激光設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，從而為神經(jīng)系統(tǒng)疾病和疾病診斷開辟新的療法。

長期以來，科學(xué)家都在研究如何利用光來改善患者的各種癥狀。這些措施包括，使用各種激光療法來攻擊癌細(xì)胞，在“脆弱區(qū)”（delicate areas）清除患病組織，清除可能引起阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥的有毒腦蛋白等等。

不過激光在檢測(cè)癌癥和其他疾病上也有巨大的潛力。例如，今年早些時(shí)候，阿肯色大學(xué)的科學(xué)家發(fā)表了一篇論文，描述了一種工具，該工具使用激光加熱血液周圍循環(huán)的腫瘤細(xì)胞，使其可以通過超聲波檢測(cè)。

該科研團(tuán)隊(duì)新開發(fā)的設(shè)備主要由玻璃制成，厚度在50至150納米之間，比人的頭發(fā)薄約一千倍。以前，在開發(fā)這種規(guī)模的激光器方面已經(jīng)取得了進(jìn)展，但是它們通常需要紫外線來為其供電，這并不總是理想的。

 

哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程學(xué)副教授P. James Schuck說：“這很糟糕，因?yàn)槿藗內(nèi)绻胍诜浅Ｒ?guī)環(huán)境下使用小型激光器，極易受到紫外線和低效操作所產(chǎn)生的多余熱量的損害?！?/span>

于是Schuck和他的團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)關(guān)注了稱之為“photon upconversion”（光子上轉(zhuǎn)換）的過程，在該過程中，低能光子被吸收并引導(dǎo)到具有更高能量輸出的單個(gè)光子中。通過這樣做，研究人員將低能生物相容的紅外光子轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷募す馐?/span>

 

西北大學(xué)Weinberg College of Arts and Sciences的化學(xué)教授Teri Odom表示：“我們產(chǎn)生的納米激光是透明，但是當(dāng)我們用肉眼看不到的光泵浦光時(shí)，可以產(chǎn)生可見光子。這種連續(xù)波、低功率特性將打開許多新應(yīng)用，尤其是在生物成像領(lǐng)域?！?/span>

研究人員表示除了人體之外，這種納米激光還可以在其他高精度、高密集的領(lǐng)域使用，例如量子電路和微處理器。

該小組的研究發(fā)表在 《自然·材料》 雜志上。