還記得《X戰警》中的鐳射眼嗎？他的眼睛可以發射毀滅光束。雖然還不能跟他一樣，但曆史上第一個由生物細胞製造的激光器誕生了。
製造“活的”激光器，人類的腎細胞脫穎而出。在將來，這樣“活的”激光器可能在活體動物中被製造出來，這可能會使內部組織成像達到前所未有的細致程度。
這並不是首個非傳統意義上的激光器。其他的嚐試還包括使用Jell-O果凍製作的激光器，以及核反應堆驅動的激光器（後文會提到）。但是你怎麽能給予一個活的細胞這種奇異的能力呢？
通常情況下，一個激光器由增益介質（這種材料的結構特性使其可以放大光線）以及在其兩邊的鏡片組成。一個能量源——像是閃光管或是放電現象——將會激發增益介質中的原子並使其釋放光子。一般來說，它們將會射向隨機的方向，就像手電筒的光束那樣，但是激光器使用增益介質兩側的鏡麵來產生定向的光束。
光子在鏡麵間反射前進時會反複穿過增益介質，此時它們會刺激其他的原子釋放出具有完全相同波長、相位和方向的光子。最終，一道集中並具有唯一頻率的光束會衝破鏡麵成為激光。
存活並完好無損
數百種不同的增益介質都曾被使用過，包括各種染料和氣體。但沒有人使用過活的生物組織。出於好奇，哈佛大學的Malte Gather 和 Seok-Hyun Yun決定研究使用單個的哺乳動物細胞。
他們將促進綠色熒光蛋白形成的DNA環注射到一個人類的腎細胞中。綠色熒光蛋白最初從水母中提取，它在暴露在藍光中時會發出綠色熒光。它可以用於追蹤細胞中的分子，並當特定基因被表達時點亮，是生物學中的指路明燈。
將細胞置於兩麵鏡子間後，研究員使用藍光脈衝對它進行轟擊，直到它開始發光。當綠光在鏡麵間反射時，某種特定波長將被優先放大，直到它成為激光衝出半透明的鏡麵。在持續數分鍾的激光放射後，該細胞仍然能夠存活並保持完好。
哈佛大學的Malte Gather 和 Seok-Hyun Yun
來自賓夕法尼亞大學的Christopher Fang-Yen致力於研究單原子激光器，但並沒有參與此次研究，他認為這個新的研究十分吸引人。“綠色熒光蛋白類似於工業染料激光器所用的染料，如果將它放到一個像細胞這樣的小袋子裏，並進行光學刺激，你確實可以得到一個激光器，這並不使人感到意外”，他說，“但能證明這確實可行還是非常酷！”
內部成像？
Yun的主要目的隻是簡單地測試一下生物激光器是否可能，但他還是認真考慮了一些可能的應用。“我們可以使用動物體內的激光器直接在在動物組織內生成激光。”他說。
在被稱為激光光學層析成像的技術中，激光束從體外射向活體組織。該光束透射以及散射的路徑可以表述組織的大小、體積和深度，並能生成圖像。如果可以從內部成像，那麽可能會得到具有更多細節的圖像。另外一種名為熒光顯微鏡的技術，它依靠使用綠色熒光蛋白標記的活細胞產生的熒光來成像，Yun的生物學激光器可以生成更亮的激光用以提高它成像的分辨率。
要使動物體內的細胞成為激光器，必須植入綠色熒光蛋白使其可以發光。而Yun的激光器中使用的鏡片必須替換為納米級的金屬片作為光線接收器。
“以前，激光器被認為隻能使用工程材料，但現在我們證明了激光器可以植入生物係統，”Yun說。
見識一下可食用激光器、核能激光器以及反激光器
生物激光器雖是第一次，但其他奇怪的激光器在半世紀前就被製造出來了，比如Theodore Maiman就使用指尖大小的紅寶石棒製造了這樣的裝置。1960年5月16日，Maiman使用照相機的閃光轟擊紅寶石，產生了明亮的紅色光束。
Theodore Maiman於1960年製造的激光器
大概十年後，兩個未來的諾貝爾獎獲得者創造了首個可食用的激光器——好吧，幾乎是可食用的。Theodor Hänsch和Arthur Schawlow嚐試了12種口味的Jell-O零食才確定了一種“幾乎無毒的”熒光染料。將其加入到無味的明膠中，在受到紫外線光照射時會產生明亮的激光束。可惜的是Schawlo吃掉了失敗品，卻錯過了成功的那個。
幾乎在同一時間，美國航空航天局想要更強力的激光發射器將能量發射到太空，並提出使用小型反應堆中的核裂變碎片激發分子用以推動發射器。在美國航空航天局最終放棄該計劃前，脈衝能量已經達到了1千瓦。這個在裏根時代被稱為“星球大戰”的計劃後來資助了核反應堆驅動的激光武器，不過這些武器從沒離開過地麵。
裏根的“星球大戰”計劃
近年來，世界上最小的激光器於2009年在加州大學伯克利分校展出。它在直徑隻有50納米的硫化鎘束中生成綠色激光，而50納米隻是他所發射出的光波長的十分之一。
世界上最小的納米級半導體激光器
對了，別忘了反激光器，來自耶魯大學的物理學家曹慧與激光發射器相反，它會吸收激光光束，並釋放熱能。盡管聽起來很奇怪，但它也可能應用於實際當中：將光學信號轉換為電子形式，可作為未來通訊方式的選擇之一。
反激光器將激光轉換為熱能
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