大多數(shù)情況下，在處于受干擾的狀態(tài)下我們無法專心工作。但與這種普遍狀況相反，來自阿德萊德大學(xué)和蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)的一組研究人員，最近通過“干擾”激光在精確測量方面取得了突破。

研究者表示，團(tuán)隊(duì)利用光的波動(dòng)特性來創(chuàng)建由于干涉而產(chǎn)生的顆粒狀圖案，稱為“散斑”，它提供了對(duì)光和環(huán)境的敏感探測。這種方法將推進(jìn)光學(xué)和量子傳感技術(shù)，增強(qiáng)下一代傳感器的性能，并產(chǎn)生新的測量設(shè)備，這些設(shè)備可能具有多種用途，包括醫(yī)療保健。

研究者解釋，通過使用一塊人類頭發(fā)寬度的玻璃纖維或一個(gè)空心球體，將光線打亂成一種被稱為“散斑”的顆粒狀圖案，其中光線在出現(xiàn)之前會(huì)反彈很多次。這樣，散斑的原理可以直觀地展示出來。

如果將激光筆照射在粗糙的表面上，比如涂漆的墻壁或一塊磨砂膠帶，激光發(fā)出的光就會(huì)被打亂成顆粒狀的散斑圖案。

研究者說道，通常，我們認(rèn)為擾亂信號(hào)意味著會(huì)丟失信息，但這里并非如此。如果移動(dòng)激光，可以看到的確切圖案會(huì)發(fā)生巨大變化。正是這種對(duì)變化的敏感性使得散斑成為一個(gè)很好的選擇精密測量。

該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用這些散斑圖案來測量光的波長（或顏色），其精度為阿米（attometer），這相當(dāng)于測量足球場的長度，精度相當(dāng)于一個(gè)原子的大小。在最新進(jìn)展中，團(tuán)隊(duì)使用散斑來測量氣體的折射率。材料的折射率可以反映光在該材料中的傳播速度，并且該折射率的變化可用于尋找材料特性的細(xì)微變化。

該團(tuán)隊(duì)希望這項(xiàng)研究工作不僅適用于醫(yī)療保健，也適用于具有各種應(yīng)用的現(xiàn)場便攜式傳感器，包括檢測液體中的微量氣體或少量化學(xué)物質(zhì)。

題為Measurement of Variations in Gas Refractive Index with 10–9 Resolution Using Laser Speckle的相關(guān)研究論文發(fā)表在《ACS光子學(xué)》(ACS Photonics)上。