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水与光相互作用首次发出激光 可研制微型传感器

以色列理工学院11月29日发布公告称，该校研究人员首次通过实验证明，水与光相互作用也能发出激光，在之前被认为毫无关联的两个研究领域间构建起“桥梁”。全新的“水—波激光”可用来研制包含光波、声波和水波的微型传感器，或制作微流体“芯片实验室”装置，用于细胞生物学研究和实验进程全部纳入计算机控制检测新药。

普通激光的形成过程是，原子内电子吸收外来能量后被激活，以鱼食鱼药激光形式发出辐射。而以色列理工学院机械工程学院光子力学中心主任塔尔·卡蒙的团队喷丝板首次证明，水波在液体装置内振动也能产生激光辐射。他们在上周出版的《自然·光学》杂志上发表的论文中表示，水—波激光为科学家们开创了一个全新研究平台，未来可在不到一根头发宽的尺度上研究光与流体之间的相互作用。

卡蒙解释道，之前从未证明光与水相互作用可产生激光的主要原因是，液体表面的水波振动频率不到每秒1000次，而光波振动频率更高，每秒能振动1014次，频率差异导致光波和水波之间的能量传递效率不高，从而无法产生激光辐射。

为克服能量传设定值＜10%FS时递效率低的问题，研究人员创建了一种装置，可通过光纤将光传给辛烷（每个分子含8个碳原子的烷烃，76号汽油主要成分）和水形成的微小液滴。在这个装置内，光波和水波通过液滴时会发生百万次“相遇”，累积的能量让液滴辐射出水—波激光。

研究人员表示，光纤内光与液滴表面微小振动间的相互作用类似共鸣，就像声波排放量很低与其通过的表面发丁腈橡胶生共鸣后发出多次回响一样。为了增加这种共鸣效应，他们特意选择了高度透明的液体，以强化光与酒水车液滴之间的相互作用。更重要的是，水滴比现有激光材料在软度上具有无可比拟的优势，应用现代化的络突出无形市场的功能只需施加微小光压，液滴变形程度就能比普通光子力学装置大数百万倍，因此能对激光发射量和激光强度进行更有效的控制。