日前，工程師和應用物理學家們(men) 已經為(wei) 一種新的“即插即用”激光開發——拉曼注入式激光——打下基礎，同時也為(wei) 整個(ge) 激光技術帶來了數個(ge) 關(guan) 鍵性的革新。這種激光放射儀(yi) 器結合了非線性光學設備和半導體(ti) 注入式激光的優(you) 點，它不僅(jin) 設計緊湊，而且可能有一天會(hui) 在成像與(yu) 探測領域得到廣泛的應用。

    哈佛大學工程與(yu) 應用物理學係的Mariano Troccoli, Ertugrul Cubukcu和Federico Capasso，美國德克薩斯州農(nong) 工大學的 Alexey Belyanin，美國朗訊科技貝爾實驗室的Deborah L.Sivco和Alfred Y.Cho共同在2月24日的《自然》上發表了這一設備的概念模型的論證文獻。這項研究部分由德克薩斯州農(nong) 工大學的電信與(yu) 信息學特別研究小組資助。

    傳(chuan) 統的拉曼激光依靠一種被稱為(wei) 拉曼效應的基本物理學現象——即單色光線（例如激光）在穿過一種介質時，其頻率會(hui) 發生變化。一束密集而強烈的激光發出的光線，被稱為(wei) “泵浦光源”，它能夠使某些介質的分子從(cong) 原有位置偏離，使其中的一些光子失去能量。結果，第二束激光就會(hui) 從(cong) 介質中產(chan) 生，它的頻率與(yu) *束激光不同。

    “長期以來我們(men) 一直在使用拉曼激光，” Troccoli說。“一般來說，這種激光需要巨大而且強勁的外置泵浦光源來補償(chang) 光線的在穿過某種物質時產(chan) 生的衰減、或減弱。而在我們(men) 的研究中，泵和光線穿過的物質是被放置到同一個(ge) 設備中的。”

     這一研究小組將能量來源與(yu) 拉曼物質合並起來實際上就是創造了一種激光中的激光，他們(men) 的研究已經為(wei) 整個(ge) 激光技術帶來了數個(ge) 關(guan) 鍵性的新發明。注入式激光是*個(ge) 電流驅動的拉曼激光，實際上它可以接通電源直接使用。電流在物質的內(nei) 部產(chan) 生一束內(nei) 部激光（泵浦光源），而這束激光反過來會(hui) 產(chan) 生拉曼激光輻射。因為(wei) 泵浦光源是自發輻射的，所以這種儀(yi) 器的效率略高，有30%的激光泵功率能夠轉換為(wei) 拉曼激光。

    “這種‘俄羅斯套娃’式的層疊設計，帶來了一個(ge) 重要的物理學新發現，” Belyanin說，他也為(wei) 撰寫(xie) 那篇闡述新型設備的文章提供了理論上的支持，而且從(cong) 2001年開始她就和Capasso的研究小組開始將理論付諸實施。“現在泵浦光源輻射的頻率能夠被調整成與(yu) 介質內(nei) 部強大的電子共振相同。這使拉曼激光的增益擴大了5個(ge) 數量級，這有點類似傳(chuan) 統的拉曼激光發射裝置，因為(wei) 強大的吸收作用，它們(men) 必須避免共振現象。

     除了更高的性能以外，這種設備的體(ti) 積雖然很小，卻配備了一個(ge) 高功率的衝(chong) 子。