近年來，科學(xué)家們開始探索反激光器的概念——這種儀器可以完美地吸收特定波長的電磁波，而不是像激光器一樣發(fā)出波長分布極窄的脈沖。

現(xiàn)在研究人員將當(dāng)前的研究成果公之于世，構(gòu)建了反激光器的藍(lán)圖——它比我們以前見過的任何東西都要復(fù)雜。

它不僅僅是一種反激光器，還是一種“隨機(jī)反激光器”：能夠吸收隨機(jī)散射到各個(gè)方向的光波。這種能力可能具有各種潛在用途，從手機(jī)天線到醫(yī)療設(shè)備——凡是需要接收電磁波的地方，就能用得到。

反激光可能聽起來很高大上，但它的基本思想實(shí)際上已經(jīng)寫到了名字里。據(jù)研究人員稱，你可以把它想象成反向發(fā)生的激光——被吸收而不是被輻射出。

“到目前為止，反激光只能在一維結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，激光從兩側(cè)射入?！眾W地利維也納技術(shù)大學(xué)的Stefan Rotter說道，“我們的方法更具通用性：我們能夠證明，即使是在二維或三維的任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)中，它也能完美地吸收特定波長的電磁波。這種新穎的概念擁有更為廣泛的應(yīng)用前景。 ”

正是這種多功能性和靈活性使新型反激光器與之前設(shè)計(jì)區(qū)別開來。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列計(jì)算和計(jì)算機(jī)模擬，推斷出新型反激光器的工作原理，然后開始實(shí)物測試。

反激光過程的關(guān)鍵步驟是找到輸入信號的波前(波陣面)，以便完美地吸收它們。然后，它就能吸收通過各種無法預(yù)測途徑到達(dá)的波——從多個(gè)源反射的散射信號。

“我們被各種復(fù)雜方式散射的電磁波所環(huán)繞——想想手機(jī)信號在到達(dá)你的手機(jī)之前會反射幾次?！盧otter說，“這種多次散射在所謂的隨機(jī)激光器中得到了實(shí)際應(yīng)用。反激光器基于無序介質(zhì)，具有隨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以捕獲光線，并在提供能量時(shí)發(fā)出非常復(fù)雜的系統(tǒng)特定激光場?！?br />
在建造反激光器時(shí)，科學(xué)家們安裝了一系列隨機(jī)放置的特氟龍圓柱體，并發(fā)送微波信號通過它們散射出去——有點(diǎn)像巖石在溪水中使水波偏轉(zhuǎn)。研究人員千方百計(jì)使信號吸收率達(dá)到了驚人的99.8％。

然而，這一壯舉僅出現(xiàn)在嚴(yán)格控制的情況下——團(tuán)隊(duì)首先需要測量出波反射過程，然后以精細(xì)調(diào)節(jié)中央天線以吸收它們。同時(shí)，必須仔細(xì)校準(zhǔn)信號頻率和吸收強(qiáng)度。

雖然只經(jīng)過第一場實(shí)驗(yàn)，但它前途一片光明，該項(xiàng)目背后的理論物理學(xué)表明，它可以適應(yīng)一系列其他信號類型和應(yīng)用場景。研究人員寫道，它可能適用于“需要完美聚焦、路由或吸收波”的任何場景。

“想象一下，如你可以用正確的方式調(diào)整手機(jī)信號，這樣手機(jī)的天線就可以完全吸收信號，”Rotter說，“同樣在醫(yī)學(xué)上，我們經(jīng)常需要將能量傳遞到一個(gè)非常具體的對象上——如震動波擊碎腎結(jié)石?！?br />
反激光治療對我們來說是非常酷的概念。

該研究發(fā)表在《自然》雜志上。