声子激光器,利用物质振动激发代替光激发实现激光输出。激光是一项重大发明,20世纪60年代激光器被开发问世,对人类社会发展产生深远影响。传统激光器采用光激发,利用原子能级跃迁产生激光。声子激光器采用物质振动激发,产生声子,声子是物质运动的最小单位,即声音的量子粒子,从而生成声子激光。
根据新思界产业研究中心发布的
《2024-2029年中国声子激光器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,与传统光激光器相比,由于声子激光器发射的是声波,可以探测物质微观结构与性质,能够实现纳米级别、量子级别物质观测,以及生物分子观测,特别是在量子级别物质观测领域,声子激光器可用于量子超导、量子纠缠、量子隐形等研究与开发领域。但声子激光器也存在损耗略大、易受环境干扰等缺点。
太赫兹波穿透性强、频率高、频谱范围宽、定向性好,可以探测纳米级物质,能够应用在计算机、通信、医学成像、无损检测、安全检查、国防军工等领域。声子激光器可以发射太赫兹(THz)频率范围内的声波,连续声波频率在纳米波长范围内,未来应用潜力大。
声子激光器可以广泛应用在量子通信、量子计算机、热敏传感器、温度传感器、医学影像设备、飞行器、雷达、地质探测等方面。近年来,声子激光器应用研究还在不断深入,为降低损耗,进一步拓宽应用范围,泵浦源成为重要关注领域,例如受激布里渊散射(SBS)泵浦声子激光器。
新思界
行业分析人士表示,在我国以及全球范围内,声子激光器相关研究成果正在不断增多。2013年,德国维尔茨堡大学科学家成功研制出极化声子激光器;2017年,中国南京大学工学院研究组在实验上实现了低阈值的声子激光;2019年,美国罗切斯特理工学院与罗切斯特大学合作,利用光镊技术,采用光学悬浮纳米粒子,开发出声子激光器。
2023年,瑞士苏黎世联邦理工学院研究团队利用一个钙原子和一个铍原子共同振动制造出声子激光器,可用于了解量子力学中自旋、振动和耗散之间的相互作用;同年,莫斯科国立电子数学学院科学家与中国研究人员共同开发出基于石墨烯的声子激光器,在信息处理、材料研究、量子传感方面具有应用潜力。
此外,2023年,美国中佛罗里达大学研究团队与法国科学家证明了光子和声子激光同时产生的过程,研制出双域激光器。从全球范围来看,声子激光器研究步伐正在加快,为其工业化生产、商业化应用奠定基础。