目前，研究人员首次在光纤中捕获并推动一种基于粒子的激光。这种新型的微型激光器可以在光纤长度范围内进行高度敏感的温度测量，并精确地将光传送到遥远且以往无法到达的位置。
“这种飞行的微型激光器有可能被用来将光传送到身体内部。” 德国马克斯普朗克科学研究所的Richard Zeltner说：“先将某种纤维嵌入皮肤，再使用一种合适波长的微激光来精确定位，作用于光活性药物。这一概念也可以应用于光流实验室的芯片设备中，为各种生物分析技术提供光源，或者在高空间分辨率芯片上测量温度。”该研究由Philip St.J. Russell教授主导，近日发表在了光学学会(OSA)的《Optics Letters》期刊上。
该激光器是基于一个画廊模式谐振器，它是一颗微小颗粒，能限制和增强特定波长的光。光波绕着这些粒子的弯曲的内表面传播，就像声波绕着弯曲的表面传播一样。
“这种独特的感知方法为分布式测量和高空间分辨率远程评估物理属性提供了许多新的可能性。例如，在恶劣的环境中，它可能对温度传感有用。” Zeltner解释道。
制造飞行微型激光器的关键部件是一种特殊类型的光纤，称为空心型光子晶体光纤。顾名思义，这种纤维的核心是中空的。中空的核心空间被玻璃微结构包围，因此限制了光纤内部的光线传播路径。
为了制造出飞行的微型激光器，研究人员将激光射入一个充满水的中空纤维中，以捕捉微粒子。与制造传统激光器所用的材料一样，微粒子包含了增益介质。研究人员使用第二束激光激发了这种增益介质，使微粒子发出光。粒子定位是通过捕获激光产生的光力或在核心内引入水流来控制的。
为了测试新系统对温度变化的感知能力，研究人员将沿纤维中两个区域的激光微粒子加热到22摄氏度。通过测量微粒子发射的激光波长的变化，他们可以精确地检测到微激光穿过光纤时的温度变化。
在实验过程中，粒子以每秒钟250微米的速度运动。若使用充满空气而不是水的纤维可以将推进速度提高到厘米级，甚至是米级。
虽然由于光漂白的原因，实验中使用的微粒子，在大约一分钟后就失去了发光的能力，但研究人员说，使用不同获取材料的微粒可以解决这个问题。他们还在探索是否可以同时在光纤内部操纵多个微激光器，并正在改进粒子位置检测方案。
编译：Coke 责编：李雪
