《fun88网页下载》獲悉，近期，由斯坦福大學電氣工程學教授Jelena Vučković領導的研究團隊在《Nature》發表一項創新研究——他們(men) 成功研發出了全球首款實用的芯片級鈦藍寶石激光器（Titanium:sapphire）。與(yu) 以往生產(chan) 的任何鈦藍寶石激光器相比，斯坦福大學的研究團隊通過技術創新，將鈦藍寶石激光器的體(ti) 積小了四個(ge) 數量級（10,000 倍），成本低了三個(ge) 數量級（1,000 倍），在規模、效率和成本方麵實現了巨大飛躍。

鈦藍寶石（Ti:sapphire）激光器被認為(wei) 具有“無與(yu) 倫(lun) 比”的性能。它們(men) 在許多領域都不可或缺，包括尖端的量子光學、光譜學和神經科學。但是，這種性能的實現需要付出高昂的代價(jia) 。鈦藍寶石激光器體(ti) 積龐大，大約有一立方英尺；它們(men) 價(jia) 格昂貴，每台售價(jia) 數十萬(wan) 美元；它們(men) 還需要其他高功率激光器為(wei) 其提供足夠的能量，才能正常工作。因此，直到現在，鈦藍寶石激光器也從(cong) 未在現實世界中得到應有的廣泛應用。

鈦藍寶石激光器示意圖

從(cong) 技術角度講，鈦：藍寶石激光器之所以如此珍貴，是因為(wei) 它們(men) 擁有所有激光晶體(ti) 中最大的 "增益帶寬"。簡單地說，增益帶寬意味著與(yu) 其他激光器相比，這種激光器能產(chan) 生的顏色範圍更廣。楊說，它還具有超快的速度。光脈衝(chong) 每四分一秒發出一次。

但鈦藍寶石激光器也很難獲得。即便是從(cong) 事尖端量子光學實驗的Vučković實驗室，也隻有幾台這種珍貴的激光器可供分享。新型鈦藍寶石激光器安裝在以平方毫米為(wei) 單位的芯片上。如果研究人員能在晶片上批量生產(chan) 這些激光器，就有可能在一個(ge) 手掌大小的圓盤上擠出數千甚至上萬(wan) 個(ge) 鈦藍寶石激光器。

為(wei) 了製造這種新型激光器，研究人員首先在二氧化矽（SiO₂）平台上製作了一層鈦藍寶石，所有這些都位於(yu) 真正的藍寶石晶體(ti) 之上。

然後，他們(men) 對鈦藍寶石進行研磨、蝕刻和拋光，使其成為(wei) 極薄層，厚度僅(jin) 為(wei) 幾百納米。然後，他們(men) 在這層薄薄的鈦藍寶石上繪製一個(ge) 由微小脊線組成的漩渦圖案。這些脊就像光導纖維一樣，引導著光線繞來繞去，不斷增強強度。事實上，這種圖案被稱為(wei) “波導”。

拚圖的其餘(yu) 部分是一個(ge) 微型加熱器，它可以加熱通過波導的光線，使研究團隊能夠改變發射光線的波長，從(cong) 而調整光線的顏色，波長在700到1000納米之間，從(cong) 紅色到紅外。

令研究團隊感到興(xing) 奮的是這種激光器可能影響的一係列領域。研究人員表示，新型芯片級鈦藍寶石激光器很輕，價(jia) 格低效率高，便於(yu) 攜帶，沒有移動部件，且可以大規模生產(chan) ，這些特性將使鈦藍寶石激光器平民化，這也使之能夠用於(yu) 許多不同的重要應用。

在量子物理學領域，這種新型激光器提供了一種廉價(jia) 而實用的解決(jue) 方案，可以大大縮小最先進量子計算機的規模。

在神經科學領域，研究人員可以預見它在光遺傳(chuan) 學中的直接應用，該領域允許科學家用相對笨重的光纖在大腦內(nei) 部引導光線來控製神經元。研究人員表示，小型激光器可能被集成到更緊湊的探針中，開辟新的實驗途徑。

而在眼科領域，它可能與(yu) 獲得諾貝爾獎的啁啾脈衝(chong) 放大技術一起在激光手術中找到新的用途，或者提供更便宜、更緊湊的光學相幹斷層掃描技術，用於(yu) 評估視網膜健康狀況。

下一步，該團隊將致力於(yu) 完善芯片級鈦藍寶石激光器，並研究如何在晶片上批量生產(chan) 這種激光器，一次可生產(chan) 數千台。