首个可重配置自组织激光器问世
科技商报广州7月18日电(实习记者张佳欣)通过模仿生命系统的特点,自组织激光有望带来用于传感器、计算、光源和显示器的新材料。据近期《自然·物理》杂志发表的一项研究,美国纽约帝国理工大学和悉尼学院大学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点的智能光子材料,如响应性、适应性、自我修补和集体行为。
尽管许多人造材料具有先进的性能,但要将生物材料的多功能性结合上去以适应各类情况,还有很长的路要走。诸如,人体的骨骼和胸肌会不断重组其结构和组成,以更好地维持不断变化的体重和运动水平。
该研究论文专著者、帝国理工大学化学系的里卡多·萨皮恩扎院士表示激光放大器实验,新激光器大部份是由晶体材料设计的,具有精确和静态的特点,它还能融合结构和功能、自我重组并像生物材料一样进行协作,这在模拟生物材料典型结构和功能之间不断变迁的关系方面迈出了第一步。
激光是放大光以形成一种特殊方式的光的装置。该团队实验中的自组织激光是由分散在液体中的微粒组成的,这些液体具有放大光的能力。一旦足够多的微粒集聚在一起激光放大器实验,它们就可以借助外部能量形成激光。
研究人员用外部激光来加热一个Janus粒子(右边涂有吸光材料的粒子),微粒集聚在该粒子周围。这种微粒簇形成的激光可以通过改变外部激光的硬度来开启和关掉,这反过来又控制了激光簇的大小和密度。
该团队还展示了怎样通过加热不同的Janus粒子,在空中转移激光集群,展示了该系统的适应性。Janus粒子还可以协作,比如改变它们的形状和增强它们的激光功率。
论文专著者、伦敦学院大学物理系的乔治奥·沃尔普博士说:“如今,激光在医学、电信以及工业生产中的应用早已十分普遍。这些‘栩栩如生’的激光器有助于开发用于传感器应用、非常规估算、新型光源和显示器的结实、自主和耐用的下一代材料和设备。”
接出来,该团队将研究怎样改善激光器的自主行为,使其愈发鲜活灵动。这项技术的第一个应用可能是用于智能显示器的下一代电子墨水。
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