斯坦福大学的研究人员制造了一种钛蓝宝石(Ti:Sa)激光器，它比以前任何类似的设备都要小1万倍，并将其安装在芯片上。
到目前为止，这种激光器的成本已经超过了10万美元。但6月26日发表在《自然》(Nature)杂志上的一项新研究表明，科学家们相信，每个激光器的成本可能会降至100美元。
他们还声称，未来可以在一块4英寸的晶圆上安装数千个激光器，而且每个激光器的成本可能会降到最低。这些小型激光器可用于未来的量子计算机、神经科学甚至微观层面的手术。
实验激光器依赖于两个关键过程。首先，他们将蓝宝石晶体磨成只有几百纳米厚的一层。然后，他们制造了一个小山脊的漩涡，并用绿色激光笔照射其中。在漩涡内每旋转一次，激光的强度就增加一次。
“最棘手的部分之一是平台的制作，”该研究的第一作者之一、斯坦福大学的博士候选人约书亚·杨(Joshua Yang)告诉Live Science。“蓝宝石是一种非常坚韧的材料。当你把它磨碎时，通常情况下，它不喜欢它，它会破裂，或者它会损坏你用来磨碎的东西。”
然而，一旦这个问题得到解决，杨将这个过程描述为“一帆风顺”。但他强调，虽然团队还处于起步阶段，但他们已经可以“与半导体激光技术进行竞争，而半导体激光技术已经成熟了十多年。”
该团队如此乐观的一个原因是，它的激光器可以调谐到不同的波长;具体来说，从700到1000纳米，或者从红光到红外线。
杨说，这对原子研究人员来说是至关重要的，他以固态量子比特为例。“这些原子系统需要不同的能量[从一种状态过渡到另一种状态]，”他说。“如果你买了一个增益带宽很小的激光器，而另一个跃迁在这个带宽之外，那么你就必须得到另一个激光器来解决其他系统。”
杨和他的同事们还创建了一家名为Brightlight Photonics的公司，将这项技术商业化。
“我们真正看到的第一个机会是学术研究市场，”杨说。“作为研究人员，我们知道对激光的需求。我们知道，我们所能提供的比目前市场上的要好得多。”
虽然杨不愿透露确切的价格，但他表示，这将取决于内置的功能，但肯定会比目前的Ti:Sa激光器小一个数量级。
这种微型激光器可以用在量子计算机上——在这个过程中使它们变得更小。他们还可以彻底改变光遗传学领域，杨说，在这个领域，科学家们用光引导大脑内部的神经元;目前，他们使用的是粗光纤技术。最后，微型Ti:Sa激光器可用于激光手术。
所有这一切都依赖于杨和他的同事成功地进一步小型化和大规模生产该技术，以便在一个4英寸的晶圆上容纳数百甚至数千个激光器。
然而，杨对成功充满信心，他说他相信第一款面向学术用户的“可调谐激光器”将在两年内上市。他补充说:“这些微型激光器的潜在应用是巨大的，谁知道五年后我们会在哪里?”
