Китайские ученые представили самый мощный в мире звуковой лазер

Новейшие достижения в области фононных лазеров открывают перспективы в медицине и глубоководных исследованиях.
Микросфера, поднятая двухлучевым оптическим пинцетом (зеленый), приводится в действие активной оптомеханической системой (красный) для генерации нелинейных фононных лазеров (цветных волн). Между тем, инжектированный электрический сигнал, представленный белой молнией, действует как простой, но мощный способ улучшить качество нелинейного фононного лазера, показанного в виде цветного спектра

Китайские исследователи сделали значительный прорыв в развитии фононных лазеров — устройств, которые используют звуковые волны вместо света. Благодаря новой методике, ученым удалось значительно усилить мощность и точность звуковых волн, что открывает новые возможности для применения в медицинской визуализации, исследованиях океанов и других областях.

Усовершенствование фононных лазеров

Измеренный спектр мощности (PSD) фононов показывает более чем 3 порядка усиления яркости и сужения ширины линии, что открывает широкие возможности применения, охватывающие звуковой и ультразвуковой диапазон.

Фононные лазеры генерируют и усиливают звуковые волны (фононы), в отличие от традиционных оптических лазеров, работающих со светом (фотонами). Ранее малые размеры этих лазеров ограничивали их мощность и точность, делая их менее пригодными для практического использования. Однако новая методика, разработанная китайскими учеными, преодолевает эти ограничения, стабилизируя и укрепляя звуковые волны. Это позволяет получать более стабильные и мощные выходные сигналы.

Применение в медицине и подводных исследованиях

биоисследование человека с использованием фононного лазера в высокотехнологичной лаборатории

Усовершенствованные фононные лазеры могут значительно улучшить методы медицинской визуализации, делая их более чувствительными и менее вредными для пациентов.

Подводная лодка и корабль использующих акустические лазеры

В глубоководных исследованиях такие лазеры могут повысить эффективность связи и навигации подводных аппаратов, что особенно важно для исследований на больших глубинах, где радиоволны малоэффективны.

Влияние на другие области науки

Кроме медицины и океанографии, фононные лазеры имеют потенциал в материаловедении и квантовых вычислениях. Возможность точного контроля и усиления звуковых волн может способствовать изучению новых материалов и развитию технологий квантовой информации.

Будущие перспективы

Это исследование представляет собой значительный шаг вперед в технологии фононных лазеров и открывает путь к созданию новых устройств и систем, использующих звуковые волны. Ученые ожидают, что дальнейшее развитие этой области приведет к революционным изменениям в различных сферах науки и техники.