南非科學與工業研究委員會國家激光中心研究人員日前開發出世界首個數字激光器，開辟了激光應用的新前景。研究成果發表在8月2日英國《自然通訊》雜志上。近日，《人民日報》記者走進這個位于比勒陀利亞的國家激光中心，見證了這個世界第一。
記者在實驗室里看到，大小不同的各種實驗器材有序地擺在桌上。這個研究團隊只有4人：研究員桑迪耶和福布斯，訪問學者伊戈爾和他的博士生莉斯爾。目前他們以小組名義申請了專利。桑迪耶向本報記者介紹并展示了數字激光的工作原理。
常規激光器一般包括3個部分。光學諧振腔，包括固定在兩端的面對面的兩個反射鏡；泵浦源，通常是電流或光；增益介質，種類包括氣體、液體和固體等。桑迪耶介紹，常規激光器工作原理是泵浦源的電流或光射進增益介質，增加增益介質里的電子能量，一些被增加能量的電子會自由釋放特定頻率的光子，諧振腔兩端的反射鏡把電子所釋放的光子再反射回增益介質，反射回的光與增益介質內的電子產生共振并誘導更多電子釋放光子，如滾雪球般把光放大，如此形成激光束，部分激光束通過反射鏡射出諧振腔，其形狀由發射鏡面形狀來控制。
桑迪耶向本報記者展示反射鏡，其表面均勻分割成十幾個小鏡面，每個小鏡面代表著不同圖像，意味著反射后產生不同的光束。如果需要其他激光束，就需要更換反射鏡，這些光學元件昂貴且嬌貴，每更換一次還需對光進行重新校準。
而數字激光器的秘密在于將其中一個反射鏡換成了“空間光調制器”。“空間光調制器”如同一個可反光的微型液晶顯示屏，“只需通過電腦向顯示屏輸入特定圖像就能得到所需要的激光模式。其最大特點是不用為每束激光設計一個新激光器，只需在電腦上變換圖片，就能得到想要的光束形狀。”福布斯介紹道。“數字激光可以創建幾乎任何激光模式，而在以前，每束光都需要一個單獨激光器，為此很多人需要花費一兩年才能做到。”記者看到，隨著電腦上圖片的不斷變化，反射鏡上的激光束不斷發生變化，非常有趣。
桑迪耶表示，這項技術將改變現狀，并可能在未來數年內創造出新市場。南非媒體則評論說，這項發明是激光技術的一個里程碑。在醫療領域，它可以用作無血手術，眼部護理和牙科。在工業領域，它可以幫助切割，焊接。在通信領域，它將極大促進光纖通訊的發展。
“接下來我們的最大挑戰是將這項技術產業化，”福布斯說，“希望能有機會去中國，與中國同行切磋激光技術。”
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