
长久以来,激光技术作为现代科技的璀璨明珠,一直在推动着科研与工业的边界不断向前。从基础物理研究到高端医疗应用,从精密测量到信息通讯,激光以其独特的性质,在众多领域内发挥着不可替代的作用。然而,高昂的成本、庞大的体积以及复杂的运行条件,如同沉重的枷锁,限制了激光器在实际应用中的脚步,让许多前沿的科学构想和技术创新只能徘徊于理论的边缘,难以触及现实的土壤。

澳大利亚国防军(ADF)测试了其首个激光武器——Fractl便携式高能激光器。该激光器能在半英里(约0.8公里)外击中一枚10美分硬币,甚至能烧穿钢铁。此项测试在5月于澳大利亚的Puckapunyal训练场进行。

近年来,光子学技术在各个领域都取得长足发展。但是,传统的超快锁模激光器体积过大,成本高昂,难以实现远程和便携式应用。科学家一直致力于将这一成熟技术缩小规模并降低成本,以扩大其应用范围。

瑞士洛桑联邦理工学院的科学家成功研发出一种全新的飞秒激光器,其大小不超过信用卡,且更容易对准。这种激光器采用玻璃作为衬底,并使用商用飞秒激光器在玻璃上蚀刻出特殊的凹槽,以精确放置激光器的基本组件。

美国政府刚刚收到诺斯罗普·格鲁曼公司的新型小型“坚固”高能激光器。被称为“Phantom”的新型激光套件足够小(200 磅或 91 公斤),只需两人即可抬起、携带和安装。为此,它已经设计用于在各种战术情况下快速部署。

俄罗斯西伯利亚国立大学与德国、法国等国家科研人员合作,研发出掺有稀土金属铥的袖珍纤维激光器,可产生1600~2500纳米波长激光,并在一定范围内对激光的波长进行调控,但不影响激光的稳定性和功率。可用于大气探测、聚合物或半导体加工、光学相干断层扫描、非线性显微镜、光学通信等领域。

日本郎美通公司研究人员开发了一种新型的分布式反馈(DFB)激光器,并证明它可在创纪录的10公里距离内以200Gb/s(吉字节/秒)的速度传输数据。这项研究有助推进网络技术,使互联网数据中心能以前所未有的水平处理数据。郎美通公司将在3月5日至9日于美国加州圣地亚哥举行的光纤通信会议(OFC)上介绍这项新研究。

由法国 Synchrotron SOLEIL 和德国 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 领导的国际团队现已在开发负担得起的替代解决方案的道路上取得了突破:他们能够基于一项尚不成熟的技术——激光等离子体加速,在紫外条件下演示原自由电子激光。

洛克希德·马丁公司已提前向美国国防部负责研究与工程事务的副部长办公室(OUSD(R&E))交付了一台与战术相关的300千瓦级电动激光器,用于安装在可打击各种目标的新型激光武器演示器中,其中包括美国陆军的“间接火力防护能力-高能激光器”(IFPC-HEL)演示激光武器系统。

密歇根大学的激光器将成为美国最强大的激光器,它正准备将其第一个激光脉冲发送到实验目标。该激光器名为 Zetawatt-Equivalent 超短脉冲激光系统或 Zeus,将用于研究量子物理学和外太空。希望使用激光的研究也将有助于建立电子和医学方面的新技术。

通过模仿生命系统的特征,自组织激光有望带来用于传感、计算、光源和显示器的新材料。据近日《自然·物理》杂志发表的一项研究,英国伦敦帝国理工学院和伦敦大学学院的研究人员展示了第一个自发自组织激光设备,它可以在条件变化时重新配置。这项创新将有助于开发能更好地模仿生物特性的智能光子材料,如响应性、适应性、自我修复和集体行为。

美国哈佛大学科学家在最新一期《光学》杂志上撰文称,他们研制出了首个集成在铌酸锂芯片上的激光器,为高功率通信系统、全集成光谱仪、光学遥感,以及量子网络的高效变频等应用铺平了道路。

据称,密歇根大学的3千万亿瓦特宙斯(ZEUS)激光器将使美国重新成为高功率激光设备的一大焦点,美国国家科学基金会(NSF)授予了1850万美元,将其作为联邦政府资助的国际用户设备。该机构预计,宙斯(ZEUS)将在2022年初开始它的第一次实验。

据悉,具有超短脉冲和超高能量的超高强度激光器是探索物理学、宇宙学、材料科学等领域未知事物的有力工具。借助啁啾脉冲放大(chirped-pulse amplification, CPA)(2018年诺贝尔物理学奖),当前 记录已达到10PW(或1016W)。在最近发表在Scientific Reports上的一项研究中,来自大阪大学的研究人员提出了一种下一代超高强度激光器的概念,该激光器的模拟峰值功率高达十亿瓦级(1兆瓦等于1000皮瓦)。

垂直腔面发射激光器(VCSEL)是一种快速、高功率的紧凑型半导体激光器,其激光垂直于顶面射出。VCSEL在数据通信、传感和照明等领域发挥巨大的作用,例如:智能手机中的面部识别以及数据传输中的光通信模块。