激光器的內(nèi)部運作來源自物理學領域，但激光的確已經(jīng) “走入”了人們的日常生活。收營員給顧客結賬商品時， 需要用掃描槍對準商品的條形碼標簽；這個時候，顧客可 能使用手機正在與朋友聊天，或者上網(wǎng)搜索COVID-19 最新 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以上這些都有激光技術的參與。

　　激光發(fā)射特定波長的強光。在一個波長下，激光束在 設計電路的計算機芯片上蝕刻圖案。在電信波長段，激光 通過光纖發(fā)射大量數(shù)據(jù)，使我們進入信息時代。

　　2017 年，加利福尼亞大學圣地亞哥分校Boubacar Kante 博士發(fā)明了一種新型激光器，當年被專業(yè)期 刊Physics World 評為年度突破性發(fā)明之一。在Bakar Fellows 資金資助下，Kante 制造了新激光器的原型，并展 示其在從顯微外科到衛(wèi)星遙測的一系列應用中的潛力。

　　問：激光有很多應用，從微觀到宏觀。它們在當今的 經(jīng)濟中扮演著多大的角色？

　　答：激光器是一個擁有10-200 億美元的市場。比如疫 情期間，許多公司的會議通過Zoom 實現(xiàn)，激光脈沖通過 光纖以光速來回傳輸，此時它們可以攜帶更多的數(shù)據(jù)并且 比任何其他通信模式都快。另外，激光在醫(yī)療行業(yè)的實際 應用包括白內(nèi)障手術中的組織切除。在工業(yè)領域，激光則 是推進無人機和自動駕駛汽車導航的關鍵技術。

　　問：您的發(fā)明會給激光器的功能增加了什么？

　　答：它們比典型的激光器小數(shù)千倍，小到只有頭發(fā)絲 的寬度，但能夠發(fā)射大量的能量。這種新型激光器更緊湊、 更輕。如果傳輸設備變得更小，那么信息傳播距離就會更 短，傳播速度也會更快。因此，激光器工作所需的能量更少、 更節(jié)能。

　　問：還有哪些其他特性使這種新激光技術更有用？

　　答：通常當設備變得更緊湊時，往往會失去一些功能。 但我們研發(fā)的激光器恰恰相反。激光以精確的波長發(fā)射光 束，把它們想象成不同的顏色，而且由于高精度，波長可 以緊密排列。大多數(shù)激光器僅發(fā)射一種波長的光。但是新 發(fā)明的激光器允許激光“調(diào)諧”（tuned）到不同的波長。 眾所周知，這可以提高網(wǎng)絡的靈活性和容量。波長可調(diào)性 也可用于計量和傳感領域。

　　同時，新的激光器還可以控制激光束，即改變光發(fā)射 的角度。目前，當衛(wèi)星或無人駕駛汽車或無人機需要將激 光束指向不同方向時，必須機械地轉動激光。這自然會限 制速度并使系統(tǒng)體積龐大。我們正在開發(fā)的激光器可以在 不旋轉系統(tǒng)的情況下發(fā)光，并且可以通過電子方式進行角 度調(diào)諧。因此，激光器質(zhì)量輕，非常緊湊，波長和方向均 可調(diào)諧。與當前的機械控制激光器相比，它具有能源效率 并且大規(guī)模制造成本更低。

　　問：請解釋一下新激光器的多功能性？

　　答：本質(zhì)上，類似于微波爐的工作原理，激光是從盒 子中發(fā)出光束。為了增強光的強度，人們制造了激光束， 同時光被長時間限制在盒子內(nèi)部。我們發(fā)明了一種不同的 方法以控制光的強度增加，允許精確波長的光通過至少兩 個通道從盒子中逸出。當逃逸波相互作用時，它們可以相 互抵消，這稱為破壞性干擾。逃逸的光疊加之后相互抵消， 最后歸零。

　　我們制作了一個獨特的空腔，這種捕波機制的多功能 性使激光器重量輕、波長可調(diào)和可控。

　　問：您現(xiàn)在需要采取哪些步驟才能從發(fā)明階段轉變?yōu)?商業(yè)儀器？

　　答：將發(fā)現(xiàn)推入制造階段的技術成本非常高。Bakar Fellows 的資助將使我們能夠在加州伯克利分校的Marvell Nanofabrication實驗室制造原型。它包括一個“潔凈室”， 過濾掉灰塵和氣溶膠顆粒等污染物。希望兩三年后，我們的 發(fā)明會引起企業(yè)關注。

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